Długowieczność - a POST, AUTOFAGIA I MTOR - cz. 3 - Daria Łukowska

Po dłuższej przerwie wracam do kontynuacji artykułów nt. postów i tematyki pokrewnej. Powoli również zaczynam pracę nad „pigułką” dotyczącą ww. tematyki  – która mam nadzieję będzie dostępna pod koniec roku.

Poprzednie dwa artykuły z serii mTOR/ autofagia znajdziesz tu i tu. Są to artykuły opracowane na podstawie prac dr Jasona Funga.


Starzenie się zawsze było uważane za nieunikniony proces. Jednak odkrycie, że możemy mieć wpływ na przebieg procesu starzenia się, doprowadziło do powstania pojęcia „okres zdrowia” (ang. health span), a nie tylko „długość życia” (lifespan). Długie życie niekoniecznie musi być zakłócane przez niepełnosprawność i gorszą jakość życia, a szczególne interwencje około-dietetyczne mogą promować zdrowe, długie życie.

 

Jednakże wiele z tych danych pochodzi z badań nad zwierzętami, ponieważ trudno jest eksperymentować na żywych ludziach. Poniższa tabela przedstawia wyniki interwencji dietetycznych, ćwiczeń, genów oraz leków i ich głównego mechanizmu działania. W kolumnie „główny mechanizm działania” (main mechanism of action) znajduje się potencjalne wyjaśnienie, jak te różne interwencje mogą potencjalnie mieć wpływ na wydłużenie długości życia.

 

 

Czy zauważyłeś coś istotnego? Prawie wszystkie interwencje dotyczą działania tego samego szlaku – dotyczącego zmniejszonego wykrywania składników odżywczych (decreased nutrient sensing) – co dotyczy również zmniejszonej ilości czynnika wzrostu i zwiększonej autofagii (KLIK). Jak pisałam w poprzednim artykule nt. mTOR (KLIK), 3 główne „czujniki” (sygnalizatory) substancji odżywczych w ludzkim organizmie, które są podobne u większości zwierząt, to:

  • mTOR
  • AMPK
  • Insulina

Większość tych interwencji wpływa na jedną lub więcej z tych ścieżek. W przypadku TOR mniej znaczy więcej. Blokowanie mTOR poprawia manipulację białkami, zwiększa autofagię i wmacnia funkcję komórek macierzystych. Oznacza to, że – według większości badań na zwierzętach – zwiększony „okres zdrowia” nie zależy od dostępności większej ilości składników odżywczych, ale mniejszej(!). Zwiększona długowieczność zależy przynajmniej od okresowego zmniejszania sygnalizatorów składników odżywczych (niższy mTOR i insulina, wyższy AMPK).

To fascynujące, ponieważ najstarszą interwencją dietetyczną jest post – czyli stan zmniejszonej aktywności szlaków wykrywania składników odżywczych. Ludzie używali postu ([ub oczyszczania, detoksykacji, puryfikacji lub jakkolwiek to nazywacie (i tak oberwiecie od rycerzy pubmedu)] jako metody zwiększania dobrego samopoczucia od czasów starożytnych. Benjamin Franklin, inteligentny facet, powiedział: „Najlepszą ze wszystkich lekarstw jest odpoczynek i post”. [ale pewnie niektórzy powiedzą, że nie powinien, bo przecież: nie miał wystarczającej ilości badań, by to stwierdzić… :)]

 

 

Ponadto istnieje wyraźna korelacja między lepszym funkcjonowaniem mitochondrium i zmniejszoną aktywnością sygnalizatorów składników odżywczych. Mitochondria są elektrowniami komórek i oczywistym jest, że komórki muszą mieć moc, aby działały prawidłowo. Aktywacja SIRT1 i AMPK aktywuje PGC-1a, kluczowy regulator funkcjonowania mitochondriów, obronę przeciwutleniającą i utleniania kwasów tłuszczowych.

AMPK jest regulatorem homeostazy energii i łączy energetykę z procesem starzenia. AMPK to rodzaj odwróconego wskaźnika paliwa w komórce. ATP jest cząsteczką, która przenosi energię do komórki. Kiedy poziom ten jest niski, AMPK idzie w górę. AMPK indukuje biogenezę mitochondrialną (tworzenie nowych mitochondriów), a także reguluje metabolizm i dynamikę mitochondrium. W badaniu z roku 2017 Weir i wsp. wykazali, że AMPK może utrzymać „młodzieńczą” morfologię sieci mitochondrialnej nawet w momencie starzenia się organizmu. Kiedy zwierzętom wprowadzono Intermittent fasting (post przerywany), nastąpiła uderzająca zmiana w sieciach mitochondrialnych. Zarówno rozszczepienie, jak i fuzja są niezbędne, aby utrzymać zdrowie i długość życia.

Ostatnie (2017 r. Weir et al) prace podkreślają kluczową rolę ograniczeń dietetycznych na wydłużenie długości życia, wpływając na sieci mitochondrialne. Mitochondria są częścią sieci, które mogą się ze sobą łączyć (fuzja) lub rozpadać się (rozszczepienie), będąc w ciągłej przebudowie. Rozregulowanie dynamiki mitochondriów i nieprawidłowa morfologia (kształt) tych mitochondriów sącechami charakterystycznymi starzenia i uważane są za przyczynęwielu chorób zwyrodnieniowych, takich jak choroba Alzheimera i Parkinsona. Wiele badań wskazuje na to, że wraz z wiekiem organizmu zwiększa się ilość nabrzmiałych, rozdrobnionych mitochondriów. Mitofagia, proces degradacji uszkodzonego mitochondrium i recyklingu, odgrywa ważną rolę w utrzymaniu prawidłowejdynamiki.

Jeśli mówimy o ludziach, to interwencje dietetyczne są kluczem do długowieczności. Zwraca się uwagę na znaczenie częstotliwości posiłków, czasu ich spożywania oraz stosowania przerywanego postu (IF). Podczas naszej ewolucyjnej historii większość dużych zwierząt i ludzi jadało tylko sporadycznie. Długie okresy głodu były normalne, zarówno ze względu na zmiany sezonowe, jak i epizodyczne zdarzenia pogodowe. Wiele zwierząt rozwinęło formy spoczynku (np. tzw. sen zimowy) w odpowiedzi na pojawienie się niedoborów żywności. Jeśli jedzenie nie było dostępne, większość komórek w naszym ciele przestaje rosnąć. Co ważne, te same geny, które kontrolują spoczynek, również kontrolują długość życia. U gryzoni głodzenie przez 24 godziny co drugi dzień lub dwa razy w tygodniu wydłuża czas życia do 30%. Przewlekłe ograniczenie kalorii może również przynieść podobne korzyści.

* * *

Post może promować funkcje mitochondrialne, zwiększać autofagię i szlaki naprawy DNA.

* * *

Ale zastanawiające jest to, czy korzyści odnoszą się ogólnie do ograniczenia kalorycznego, czy też do określonych składników odżywczych? Oryginalne badania z 1985 roku sugerowały, że chodzi o kalorie, a nie o białko. Jednak początkowo przeoczono fakt, że zwierzęta te nie miały ograniczonego dostępu do żywności. Późniejsze badania (np. Grandison i wsp., 2009, Solon-Biet 2014, Nakagawa 2012 i inne) wskazywały szczególnie na ograniczenie białka jako klucz do długowieczności w tych badaniach na zwierzętach. Większość uważa, że wynika to z kluczowego, regulacyjnego wpływu białka na mTOR i IGF1. U ludzi, w przeciwieństwie do gryzoni, surowe ograniczenie liczby kalorii nie zmniejsza stężenia iGF-1 w surowicy, dopóki nie zmniejsza się również spożycia białka. [stąd popularność postu dr Dąbrowskiej?]

Czy chodzi o białko czy o konkretne aminokwasy? Odpowiedź nie jest jednoznaczna. W badaniach na zwierzętach specyficzny aminokwas, który jest kluczowy, różni się w zależności od gatunku. U ludzi aminokwasy rozgałęzione wydają się być szczególnie silnym aktywatorem mTOR.

 

 

W porównaniu z innymi interwencjami dietetycznymi, okresowy post wydaje się być znacznie silniejszy, ponieważ sam ma zdolność oddziaływania na wszystkie 3 sygnalizatory odżywcze jednocześnie, a także stymuluje autofagię i mitofagię. mTOR jest wrażliwy na dietetyczne białko. Insulina jest wrażliwa na białka i węglowodany. Zatem spożywanie czystej diety tłuszczowej (nierealistycznej) może obniżyć mTOR i insulinę, ale nie będzie w stanie podnieść AMPK, ponieważ wyczuwa on stan energetyczny komórek. Jeśli spożywasz dietę bardzo wysokotłuszczową (ketogeniczną), Twój organizm będzie w stanie metabolizować tłuszcze do energii generując ATP i obniżając AMPK. Jedynie pełne ograniczenie składników odżywczych będzie miało ten skutek (np. post).

* * *

Teoretycznie jedzenie rzadziej może znacznie poprawić zdrowie. Większość wszystkożernych ssaków je tylko sporadycznie, ponieważ nie żyjemy na szalce Petriego, gdzie składniki odżywcze są stale dostępne.

Mięsożercy, jak lwy i tygrysy, często jedzą raz w tygodniu lub mniej. Nasi przodkowie również mieli tendencję do spożywania posiłków sporadycznie, w zależności od dostępności pokarmu. Zdolność do funkcjonowania na wysokim poziomie – zarówno fizycznym, jak i intelektualnym – podczas przedłużonych okresów postu – miała kluczowe znaczenie dla przeżycia. To wyjaśnia nasze dobrze rozwinięte systemy magazynowania energii (jak glikogen czy tkanka tłuszczowa), a także receptory składników odżywczych, które spowalniają wzrost komórek w okresie niskiej dostępności składników odżywczych.

Rzeczy zmieniły się nieco wraz z rewolucją rolniczą około 10 000 lat temu. W odróżnieniu od społeczeństwa łowiecko-zbierackiego – rolnictwo pozwalało ludziom zamieszkiwać w jednym miejscu i zapewniało bardziej stabilną dostępność żywności. Jednak nadal występowały wahania sezonowe i prawdopodobnie długie tygodnie lub miesiące, w których żywność była mniej dostępna. Nastąpiłyby również krótsze okresy, dni i tygodnie, w których żywność była ograniczana.

Większość ludzi jadła 2-3 razy dziennie. Bez światła trudno byłoby zjeść „północną” przekąskę w ciemności. Tak więc nasi przodkowie kontynuowali tradycję długiego postu nocnego – stąd określenie „break-fast”.  :))) 

* * *

Poszczególne sygnalizatory składników odżywczych są regulowane w różnych zakresach czasowych:

  • Insulina (krótkoterminowo)
  • mTOR (dni)
  • AMPK (tygodnie)

Insulina szybko skacze po posiłku, ale równie szybko spada podczas nocnego postu. Reaguje głównie na węglowodany i białka. Podczas gdy białko nie podnosi poziomu glukozy we krwi, insulina podnosi się całkiem sporo. Podnosi również glukagon, dzięki czemu poziom glukozy we krwi pozostaje stabilny. mTOR jest głównie wrażliwy na białka, a szczególnie na aminokwasy rozgałęzione (BCAA). Nie spada tak szybko i trwa gdzieś od 18-30 godzin, zanim się aktywowuje. AMPK jest odwrotnym wskaźnikiem paliwa w komórce (AMPK wzrasta jako wyczerpanie energii komórkowej ATP) i tylko zwiększa się wraz z długotrwałym brakiem energii. Wszystkie makroskładniki mogą przyczyniać się do produkcji ATP, więc AMPK jest wrażliwy na wszystkie makroelementy.

Te sygnalizatory składników odżywczych nieco pokrywają się pod względem wrażliwości i funkcji, ale każdy z nich jest unikalny. W ten sposób nasze komórki są w stanie uzyskać znakomitą informację o dostępności makroskładników w świecie zewnętrznym. To wszystko dzięki stworzonej przez miliony lat ewolucji, biochemicznej „magii” naszych sygnalizatorów odżywczych. Ważne jest jednak to, że nie musimy rozumieć całej skomplikowanej biologii, aby uzyskać z niej korzyści. Możemy zacząć odzyskiwać część utraconej starożytnej mądrości, podążając za starożytną tradycją jedzenia, od czasu do czasu odrywając się od jedzenia.

Daj sobie szansę na strawienie spożywanego jedzenia.

Przerywany post.

I już! 🙂

* * *

* * *

Artykuł powstał na podstawie treści bloga dr Jasona Fung’a ze strony: https://idmprogram.com/