Що таке автофагія?

Автофагія — це процес контролю якості клітин, потрібний, щоб позбутися клітинного сміття та брухту, мікроорганізмів і небажаних сполук. У межах цього процесу очищення накопичені відходи транспортуються в спеціалізовані відділення клітини, так звані лізосоми, для руйнування та потенційно перероблення. 

Наукові деталі та важливість автофагії є порівняно новим відкриттям. У 2016 році Йосінорі Осумі за свої відкриття щодо механізмів автофагії здобув Нобелівську премію в категорії фізіології чи медицини.

Посилену автофагію було виявлено в особливо здорових людей столітнього віку; вона, ймовірно, є ключовою метою, якої треба досягти для здоровішого та довшого життя. Гени відіграють свою роль в автофагії, але дієта, спосіб життя та дієтичні добавки також спроможні значно вплинути на експресію генів. 

Наслідки розладів автофагії 

Перш ніж торкатися безпосередньо того, як підсилити автофагію, важливо ще раз позначити, що розлади автофагії можуть спричиняти різні наслідки. Це, наприклад, підвищення інтенсивності оксидативного пошкодження, втрата контролю над утворенням та розпадом білків, зниження функції мітохондрій, погіршення імунітету та інші проблеми, які корелюють із прискореним старінням клітин. Вони вражають усі тканини організму людини, а особливо — головний мозок, бо він є найбільш метаболічно активним. Послаблення автофагії з віком є також причиною саркопенії, пов'язаної зі старінням поступової втрати м'язової маси та сили.1

Старіння та вікове запалення

Серед найголовніших способів допомогти своєму організму впоратися зі сміттям у клітинах можна зазначити запобігання його утворенню та накопиченню. Прискорене старіння людини характеризується станом хронічного не дуже сильного запалення. Цей процес називають віковим запаленням, і це запалення також є причиною послабленої автофагії.2 

Тригери запалення — це, наприклад, поганий контроль над рівнем цукру в крові та брак важливих дієтичних чинників, які борються з запаленням. До харчових продуктів, що борються з запаленням, належать жирні кислоти омега-3, багаті на поліфеноли фрукти та овочі з високим вмістом каротиноїдів.3 Вікове запалення зазвичай погано впливає на роботу мітохондрій — щонайперше через пошкодження та стрес, спричинені вільними радикалами та прооксидантами. Мітохондрія — це відділ клітини, що утворює енергетичну валюту нашого організму, аденозинтрифосфат (АТФ). А зниження функції мітохондрій є ще одним чинником, що спричиняє послаблення автофагії.

У людей із віком зазвичай гіршає кількість та якість роботи мітохондрій. Це спричиняє зниження рівня вироблення енергії (АТФ), через що з мітохондрій починають витікати запальні сполуки, а в клітинах активніше утворюється сміття. Звідси походить термін «сміттєве старіння», яким називають надмірне накопичення сміття в клітинах, послаблення автофагії — або й те й інше разом.2 

Як стимулювати автофагію

Щоб запобігти сміттєвому старінню та зберегти належний рівень автофагії, треба сповільнити надмірне утворення сміття в клітинах та стимулювати роботу мітохондрій.5 Ось кілька критичних кроків, що здатні сприяти досягненню цих цілей:

  • Фізичні вправи, рухи та діафрагмальне дихання є ключовими чинниками, які спроможні підтримати автофагію на належному рівні для очищення клітин від брухту та боротьби зі сміттєвим старінням. 
  • Здорова дієта, багата на різнобарвні фрукти, овочі, горіхи та насіння, яка також містить належну кількість білку.
  • Уникання цукру й надмірного споживання вуглеводів та калорій.
  • Інтервальне голодування — популярний спосіб це 16 годин голодування та 8 годин вікна споживання їжі.
  • Регулярно включайте до свого раціону такі суперфуди як спіруліна та інша суперзелень, сире какао, ягоди, зелений чай (особливо матча) тощо.
  • Додайте спецій! Рясно приправте свою дієту спеціями та травами, що спроможні послабити сміттєве старіння та захистити мітохондрії.
  • Вживайте необхідні базові оздоровчі дієтичні добавки:
  • Якщо ви шукаєте додаткової підтримки для послаблення сміттєвого старіння та сприяння здоров'ю мітохондрій, зверніть увагу на такі сполуки:
    • N-ацетилцистеїн (англ. N-Acetylcysteine, NAC) чи L-глутатіон. У дозі 500 мг двічі на добу будь-який із них може підвищити рівень глутатіону, сприяти реакціям детоксикації та захищати мітохондрії. 
    • Убіхінол — 100–200 мг на день. Убіхінол — це форма коферменту Q10 (англ. coenzyme Q10, CoQ10), яка найкраще засвоюється. Зазвичай рівень коферменту Q10 знижується з віком. Його низький рівень також супроводжує багато порушень здоров'я, особливо в осіб, які вживають статинові лікарські засоби чи страждають на серцево-судинні захворювання, як-от на стенокардію, підвищений артеріальний тиск, пролапс мітрального клапану чи застійну серцеву недостатність. Вживання коферменту Q10 може стати страховим полісом оптимальної роботи мітохондрій.

Автофагія та спермідин

У процесах автофагії беруть участь понад 40 різних генів. Однак ці процеси, що корелюють із підвищеною тривалістю життя людей, щонайперше пов'язані з надмірною експресією одного важливого для автофагії гену, ATG5. 

Експресія гену ATG5 пригнічується оксидативними пошкодженнями, вільними радикалами та зниженою функцією мітохондрій. Саме тому наведені вище рекомендації є надзвичайно важливими для стимулювання автофагії. 

Один із життєво важливих дієтичних чинників, що корелює з посиленням автофагії — це спермідин.7 Як можна здогадатися з його назви, спермідин уперше був виявлений як кристали, видимі під мікроскопом у зразку людської сперми. Це зробив «батько мікробіології», відомий голландський вчений Антоні ван Левенгук. Не дивно, що спермідин є дуже важливим для функції сперми, але він також відіграє значну роль у клітинах усього організму.

Спермідин здатний зв'язуватися з критично важливими молекулами, які беруть участь у рості клітин, в експресії генів і в синтезі білків, та активувати їх. Спермідин також відіграє значну роль у регулюванні імунної відповіді та антиоксидантної системи. 

Спермідин спроможний сприяти боротьбі зі старінням клітин кількома різними способами. Він здатний демонструвати значну антиоксидантну активність, особливо це стосується захисту мембранних ліпідів та нуклеїнових кислот. Але значні противікові властивості спермідину пов'язані з його роллю в посиленні автофагії та функції мітохондрій.7

Крім надходження з дієти, спермідин також може утворюватися в організмі людини з амінокислоти орнітину. Та все ж концентрація спермідину в тканинах знижується з віком, насамперед через зниження активності ферментів, які його синтезують. Підвищений рівень споживання спермідину корелює зі зниженою загальною смертністю, зокрема зниженою смертністю від раку та серцево-судинних захворювань.8-10 Спермідин також у перспективі може бути здатним захищати головний мозок від ефектів старіння, поліпшувати роботу печінки та метаболізм загалом, а також запобігати дегенерації міжхребцевих дисків.  

Спермідин міститься в багатьох харчових продуктах. Найбагатші на нього зародки пшениці, цільнозернові злаки, бобові, соєві харчові продукти та гриби. Витримані сири й ферментовані продукти, як і куряча чи яловича печінка, теж є гарними джерелами цієї сполуки. 

Надходження спермідину з їжею значно змінюється залежно від споживання харчових продуктів, багатих на поліаміни. Для дорослих осіб у Сполучених Штатах та Європі добове споживання спермідину становить приблизно 12,5 мг. Три столові ложки зародків пшениці містять орієнтовно 5 мг спермідину, тобто приблизно 40% звичайного добового споживання. 

Було проведено низку клінічних випробувань із використанням зародків пшениці чи екстрактів зародків пшениці, у яких брали участь літні пацієнти, які страждали на погіршення пам'яті та когнітивної функції.10-13 Наприклад, в одному подвійному сліпому дослідженні, зосередженому на ефекті споживання зародків пшениці 85 особами віком від 60 до 96 років із 6 геріатричних пансіонатів.13 В одній групі учасникам давали зернові рулетики (рулетики A) з зародками пшениці; у кожному рулетику A містилося 3,3 мг спермідину. У другій групі учасникам давали рулетики з пшеничними висівками замість зародків (рулетики B), у кожному з яких було 1,9 мг спермідину. Крім тестування пам'яті, були також взяті аналізи крові для вимірювання рівня спермідину в крові. Результати продемонстрували чітку кореляцію між споживанням спермідину, рівнем спермідину в крові й покращенням когнітивних функцій та пам'яті. Згідно з результатами тестів та аналізів крові, мінімальна денна доза спермідину, необхідна для помітного покращення, становила 3,3 мг (приблизно дві столові ложки зародків пшениці). 

Дієтичні добавки для стимулювання автофагії

Вітамін D3, риб'ячий жир, багатий на жирні кислоти омега-3, а також рослинні антиоксиданти, як-от ресвератрол, екстракт виноградних кісточок, куркумін, N-ацетилцистеїн та кофермент Q10 — усі вони стимулюють автофагію. Нижче наведена додаткова інформація щодо куркуміну та мононуклеотиду нікотинаміду, бо ці дві дієтичні добавки набули значної популярності як стимулятори автофагії та добре співпрацюють.

Ресвератрол

Ресвератрол — це поліфенольна сполука, яка в невеликих концентраціях міститься у винограді (тільки в шкірці), у червоному вині, у горіхах та в лохині. Для харчових добавок із ресвератролом джерелом здебільшого є японський гірчак (лат. Polygonum cuspidatum). 

Ресвератрол може продемонструвати багато неповторних корисних властивостей, бо він є надзвичайно важливим регулювальником захисних механізмів клітин.14-16 Він спроможний добре вписатися до комплексної стратегії з боротьби зі старінням. Ресвератрол здатний стимулювати автофагію та активувати фермент, відомий як сиртуїн 1, який відіграє дуже важливу роль у регулюванні тривалості життя клітин; він також здатен стимулювати роботу мозку та сприяти покращенню контролю над рівнем цукру в крові, посилюючи дію інсуліну.

Кілька клінічних досліджень продемонстрували, що неймовірний геріатричний вплив ресвератролу, що спостерігався в дослідженнях на тваринах, може поширюватися й на людей.16,17 Зокрема, ресвератрол спроможний пригнічувати маркери запалення мозку, які корелюють зі старінням та погіршенням роботи мозку в літніх людей. Через це ресвератрол поліпшував настрій, когнітивні здібності та показники повсякденної діяльності в літніх людей. Іншими словами, він допомагав їм почуватися молодшими та діяти відповідно. Ймовірно, поліпшена автофагія є однією з ключових причин цього. І ресвератрол спроможний досягти такого результату безпечно та без побічних ефектів.

Мононуклеотид нікотинаміду

Мононуклеотид нікотинаміду — це унікальна форма вітаміну B3, серед корисних властивостей якої здатність підвищувати рівень нікотинамідаденіндинуклеотиду (НАД), надзвичайно важливої сполуки, яка бере участь у виробленні енергії та в багатьох інших процесах, що відбуваються в клітинах.18,19 Через те, що рівень НАД зменшується з віком навіть за умови достатнього споживання інших форм вітаміну B3, відновлення втраченого рівня НАД за допомогою мононуклеотиду нікотинаміду також стає елементом геріатричної та оздоровлюючої клітини стратегії. Низький рівень НАД у клітинах та в організмі взагалі може спричинити таке: 20,21

  • Сповільнення метаболізму, що призводить до збільшення ваги й погіршення контролю над рівнем цукру в крові
  • Втому
  • Погіршення стану здоров'я судин
  • Вікову втрату м'язової маси (саркопенію)
  • Вікову втрату пам'яті та розумових здібностей
  • Вікову втрату зору та слуху 

Багато з цих порушень можуть бути наслідками розладів автофагії. 

Джерела:

  1. Kitada M, Koya D. Autophagy in metabolic disease and ageing. Nat Rev Endocrinol. 2021;17(11):647-661.
  2. Franceschi C, Garagnani P, Vitale G, Capri M, Salvioli S. Inflammaging and 'Garb-aging'. Trends Endocrinol Metab. 2017;28(3):199-212.
  3. Di Giosia P, Stamerra CA, Giorgini P, Jamialahamdi T, Butler AE, Sahebkar A. The role of nutrition in inflammaging. Ageing Res Rev. 2022;77:101596.
  4. Abdullah A, Mohd Murshid N, Makpol S. Antioxidant Modulation of mTOR and Sirtuin Pathways in Age-Related Neurodegenerative Diseases. Mol Neurobiol. 2020;57(12):5193-5207.
  5. McCarty MF. Nutraceutical and Dietary Strategies for Up-Regulating Macroautophagy. Int J Mol Sci. 2022;23(4):2054.
  6. Brimson JM, Prasanth MI, Malar DS, et al. Plant Polyphenols for Aging Health: Implication from Their Autophagy Modulating Properties in Age-Associated Diseases. Pharmaceuticals (Basel). 2021;14(10):982. 
  7. Madeo F, Bauer MA, Carmona-Gutierrez D, Kroemer G. Spermidine: a physiological autophagy inducer acting as an anti-aging vitamin in humans? Autophagy. 2019;15(1):165-168. 
  8. Kiechl S, Pechlaner R, Willeit P, et al. Higher spermidine intake is linked to lower mortality: a prospective population-based study. Am J Clin Nutr. 2018;108(2):371-380.
  9. Eisenberg T, Abdellatif M, Schroeder S, et al. Cardioprotection and lifespan extension by the natural polyamine spermidine. Nat Med. 2016;22(12):1428-1438. 
  10. Wirth M, Schwarz C, Benson G, et al. Effects of spermidine supplementation on cognition and biomarkers in older adults with subjective cognitive decline (SmartAge)-study protocol for a randomized controlled trial. Alzheimers Res Ther. 2019;11(1):36.
  11. Wirth M, Benson G, Schwarz C, et al. The effect of spermidine on memory performance in older adults at risk for dementia: A randomized controlled trial. Cortex. 2018;109:181-188.
  12. Schroeder S, Hofer SJ, Zimmermann A, et al. Dietary spermidine improves cognitive function. Cell Rep. 2021;35(2):108985.
  13. Pekar T, Bruckner K, Pauschenwein-Frantsich S, et al. The positive effect of spermidine in older adults suffering from dementia : First results of a 3-month trial. Wien Klin Wochenschr. 2021;133(9-10):484-491. 
  14. Farkhondeh T, Folgado SL, Pourbagher-Shahri AM, Ashrafizadeh M, Samarghandian S. The therapeutic effect of resveratrol: Focusing on the Nrf2 signaling pathway. Biomed Pharmacother. 2020 Jul;127:110234. 
  15. Truong VL, Jun M, Jeong WS. Role of resveratrol in regulation of cellular defense systems against oxidative stress. Biofactors. 2018 Jan;44(1):36-49.
  16. Koushki M, Dashatan NA, Meshkani R. Effect of Resveratrol Supplementation on Inflammatory Markers: A Systematic Review and Meta-analysis of Randomized Controlled Trials. Clin Ther. 2018 Jul;40(7):1180-1192.e5.
  17. Marx W, Kelly JT, Marshall S, et al. Effect of resveratrol supplementation on cognitive performance and mood in adults: a systematic literature review and meta-analysis of randomized controlled trials. Nutr Rev. 2018 Jun 1;76(6):432-443. 
  18. Shade C. The Science Behind NMN-A Stable, Reliable NAD+Activator and Anti-Aging Molecule. Integr Med (Encinitas). 2020;19(1):12-14
  19. Hong W, Mo F, Zhang Z, Huang M, Wei X. Nicotinamide Mononucleotide: A Promising Molecule for Therapy of Diverse Diseases by Targeting NAD+ Metabolism. Front Cell Dev Biol. 2020 Apr 28;8:246.
  20. Covarrubias AJ, Perrone R, Grozio A, Verdin E. NAD+ metabolism and its roles in cellular processes during ageing. Nat Rev Mol Cell Biol. 2021 Feb;22(2):119-141.
  21. Gilmour BC, Gudmundsrud R, Frank J, et al. Targeting NAD+ in translational research to relieve diseases and conditions of metabolic stress and ageing. Mech Ageing Dev. 2020 Mar;186:111208