Heilen mit Autophagie / Intervallfasten / Fasten

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Autophagie: Kurz fasten, länger und gesünder leben

Eine ausgewogene Ernährung, die auf dem Konzept von intermittierendem Fasten basiert, sorgt für ein längeres, aktiveres Leben. Verantwortlich dafür zeichnet sich ein Prozess namens Autophagie, der so etwas wie der körpereigene Recyclingmechanismus ist. Hier erfährst Du, wie Autophagie abläuft und was Du selbst mit einfachen Mitteln aktiv tun kannst, um ganzheitliche Gesundheit zu erreichen und zahlreichen Krankheiten wie Alzheimer, Diabetes und Herzkreislauf-Problemen vorzubeugen.

Was ist Autophagie?

Mit Autophagie oder Autophagozytose wird der Prozess der körpereigenen Entschlackung bezeichnet. Es handelt sich dabei um die Selbstverdauung von überflüssigen und schädlichen Ablagerungen, die täglich tausendfach in jeder einzelnen Körperzelle abläuft. Kommt dieser Mechanismus aus dem Gleichgewicht, entstehen zahlreiche Krankheiten wie Krebs, chronische Darmerkrankungen und Alzheimer.

Der Begriff Autophagie stammt aus dem Altgriechischen und setzt sich aus den beiden Wörtern auto=selbst und phagein=fressen zusammen. Zum ersten Mal verwendet wurde er von dem belgischen Wissenschaftler Christian de Duve, der sich bereits in den 1950er Jahren der intensiven Erforschung körpereigener Entgiftungsmechanismen gewidmet hatte. 1974 erhielt Duve den Nobelpreis für seine bahnbrechenden Forschungsarbeiten. Trotzdem konnten die Details dieses Prozesses über Jahrzehnte nicht entschlüsselt werden. Den Durchbruch erzielte schließlich der Zellbiologe Yashinori Ohsumi von der Universität Tokyo, der seit den 1990er Jahren versuchte, die an der Autophagie beteiligten Gene zu finden. 15 beteiligte Erbanlagen machte er ausfindig, 2016 gab es dafür den Nobelpreis für Medizin.

Autophagie- körpereigenes Recycling

Zelluläre Grundbausteine für die Autophagie

Die Zellen sind Grundbausteine des Organismus. Permanent sind sie damit beschäftigt, sich zu entwickeln, zu erneuern und zu vermehren. Um zu verstehen, wie Autophagie im Detail funktioniert, ist es wichtig, zunächst den Aufbau und die Arbeitsweise dieser kleinen Kraftpakete zu kennen.

Lysosome – Zerlegung alter und Aufbau neuer Makromoleküle

Nicht nur im Haushalt, sondern auch auf jeder Ebene des Körpers muss regelmäßig der Müll entsorgt werden. Zellen werden nach außen durch eine Plasmamembran begrenzt. In ihrem Inneren befindet sich das sogenannte Cytoplasma. Dieses Cytoplasma ist von der Konsistenz wässrig und bildet die Trägersubstanz für den Zellkern und verschiedene Organellen wie Lysosomen, Mitochondrien und Ribosomen. Die Lysosome sind ebenfalls mit einer Membran umschlossen und enthalten verschiedene Enzyme, die als saure Hydrolasen bezeichnet werden. Diese sind dafür zuständig, innerhalb der Zelle für die Zerlegung von Fetten, Zucker, Proteinen und Nukleinsäuren zu sorgen. Indem diese komplexen Moleküle zerlegt und wieder freigesetzt werden, können neue Makromoleküle aufgebaut werden. Daher werden die Lysosome oft als „Recycling-Anlage der Zelle“ bezeichnet.

Ribosome übernehmen die Proteinsynthese

Ribsome setzen sich aus einer komplexen Verbindung von Eiweißen und Ribonukleinsäure zusammen. In den Ribosomen findet die Proteinsynthese statt. Dabei werden einzelne Aminosäuren in langkettige Polypeptide umgewandelt.

Ein Ribosom stellt dabei eine autarke Produktionsstätte für jedes im Körper zu synthetisierende Eiweiß dar.

Mitochondrien – Kraftwerke der Zellen

Die Mitochondrien zählen zu den bekanntesten zellulären Bausteinen. Sie werden oft als „Kraftwerke der Zellen“ bezeichnet und für die Energieversorgung des Organismus zuständig.

Um die Körpersubstanz aufrechtzuerhalten, müssen die Zellen einen aktiven Stoffwechsel unterhalten. Mit Stoffwechsel sind sowohl Aufbau, Bereitstellung als auch Abbau von Proteinen, Kohlenhydraten, Fetten und Nukleinsäuren gemeint. Hierfür liefern die Mitochondrien die notwendige Energie. Da diese trotzdem nicht unbegrenzt zur Verfügung steht, müssen die Zellen entsprechend sparsam mit dieser Ressource umgehen.

Im Laufe der Evolution haben sie eine Technik entwickelt, alle nicht mehr gebrauchten Organellen oder Proteine komplett in ihre Einzelteile aufzuspalten.

Es handelt sich dabei um eine Selbstverdauung, in deren Folge die Zerlegungsprodukte erneut dem Stoffwechsel zugeführt werden.Dieser Recyclingprozess ist die eigentliche Autophagie.

Du kannst Dir den Prozess vereinfacht wie einen Reinigungstrupp vorstellen, der durch den ganzen Körper wirbelt und dabei jede Art von beschädigten oder nicht benötigten Proteinen, Viren, Bakterien, Zellorganellen, Plaques und weitere Mikroorganismen, aufkehrt.

Ist dieser „Haufen“ vollständig, wird alles verbrannt und in lebenswichtige Energie umgewandelt. Dabei muss ein gesunder Ausgleich in diese perfekt aufeinander abgestimmten Mechanismus gewahrt werden.

Ein im übertragenen Sinne übertriebenes Reinigen würde den Zelltod hervorrufen, während Störungen oder unvollständige Aufräumarbeiten ernsthafte Krankheiten wie Krebs, Alzheimer oder Parkinson auslösen können.

Die unterschiedlichen Prozesse der Autophagie

Christian de Duve hatte den Nobelpreis 1974 unter anderem für die Entdeckung der Lysosome erhalten. Der Forscher hatte damals mit dem Elektronenmikroskop entdeckt, dass in einer Zelle verschiedene Stadien des Zerfalls existieren, was er damals als Autophagie beschrieb. Heute werden unter Autophagie drei unterschiedliche Prozesse verstanden.

Pexophagozytose

Dieser Prozess dient dem Abbau defekter Peroxisomen. Dabei handelt es sich um im Cytoplasma der Zellen liegende kleine Vesikel, die aus der Verarbeitung von Sauerstoff hervorgegangene toxische Stoffwechselprodukte entgiften.

Mitophagozytose

Die im Cytoplasma liegenden Mitochondrien sind besonders anfällig für die toxischen Stoffwechselprodukte von Sauerstoff. So beträgt die Lebensdauer von Mitochondrien in den Zellen der Leber, dem wichtigsten Entgiftungsorgan, gerade einmal zehn bis zwölf Tage. Durch die Mitophagozytose werden defekte Mitochondrien abgebaut und so die Möglichkeiten zur Verjüngung und Neubildung von Zellen geschaffen.

Xenophagozytose

Bei diesem Prozess handelt es sich um den Abbau von Fremdstoffen, die in den Organismus eindringen. Dazu zählen zum Beispiel Viren und Bakterien.

Autophagie unter der Lupe: Die Schritte der zellulären Selbstverdauung

Forschern nach Duve gelang es, die einzelnen Schritte der Autophagie mittlerweile detailliert aufzuschlüsseln. Im Cytoplasma wird zuerst eine doppellagige Membran gebildet, die sogenannte Phagophore. Sie vergrößert sich, bis sie Teile des Cytoplasmas und der Organellen umschließt. Dabei entstehen die im Cytoplasma komplett verteilten Autophagosome, die in Richtung Zellkern liegende Lysosome transportiert werden müssen. Hierfür steht eine Art Transportschiene zur Verfügung.

Autophagosomen und Lysosome verschmelzen miteinander und es bilden sich die Autolysosomen. Hier werden nun sämtliche Bestandteile mithilfe der in den Lysosomen enthaltenen Enzyme zerlegt.

Der Autophagie-Lysosom-Weg (ALP) ist einer der wichtigsten Wege für den Abbau von fehlgefalteten Proteinen. Aber viel interessanter ist, dass ALP bislang der einzige bekannte Weg ist, um ganze Organellen wie Mitochondrien zu entsorgen.

Nach diesem Verdauungsprozess werden sämtliche verwertbaren Anteile ins Cytoplasma abgegeben. Mit diesem Prozess gelingt es den Zellen, sich von sämtlichen schädlichen Bestandteilen zu befreien und sich kontinuierlich zu erneuern.

Die Bildung der Autophagosomen stoppt nie. Ein gewisser Aktivitätslevel ist immer vorhanden. Es gibt jedoch Situationen, in denen der Prozess auf Hochtouren läuft. Entsteht dem Organismus Stress durch einen Mangel an Nährstoffen oder schädlichen Substanzen aus der Umwelt, werden vermehrt Autophagosomen gebildet.

Auch bei Nahrungsmangel, zum Beispiel durch Fasten, steigert sich die Aktivität. Im Prinzip retten sich die hungernden Zellen durch Selbstverdauung, da sie sich von den dabei gebildeten Stoffen ernähren. Durch diesen Entgiftungsprozess wird der Mensch vor vielen Krankheitserregern, Viren, Bakterien und Umweltgiften geschützt.

Allerdings verlangsamt sich die Autophagie mit dem Alter. Kommt es gar zu einem Defekt in diesem System, können zahlreiche Krankheiten die Folge sein.

Autophagie wird von den Genen gesteuert

Nobelpreisträger Ohsumi ging der Autophagie mit Hefezellen auf den Grund, um die Rolle der beteiligten Gene zu untersuchen. Hefezellen wählte er deshalb aus, weil diese eine gewisse Übereinstimmung mit den Vakuolen von Säugetieren und somit auch dem Mensch aufweisen.

Ohsumi machte sich nun daran, die Gene auszuschalten, in denen der Bauplan für die Verdauungsenzyme in den Vakuolen enthalten ist. Es sammelten sich schon kurze Zeit später jede Menge Autophagosome an, die mit zellulärem Müll gefüllt waren. Durch das Fehlen der Verdauungsenzyme konnte keine Auflösung mehr stattfinden, womit Ohsumi den Beweis erbracht hatte, dass Autophagie genetisch gesteuert wird.

Im Anschluss daran präparierte er die Hefezellen mit Chemikalien, die Genmutationen verursachten und gewisse Erbanlagen deaktivierten. Danach entzog er den Hefezellen Nährstoffe und hungerte sie sozusagen aus.

Bei intakten Zellen würde nun der Prozess der Autophagie aufgrund des
Nährstoffmangels auf Hochtouren laufen und ein Anschwellen der Vakuolen zu beobachten sein. Denn nur so wäre die Zelle in der Lage, trotz des Hungerns ihr Überleben zu sichern. Da jedoch relevante Gene deaktiviert waren, konnte der Prozess nicht starten und die Vakuolen blieben leer. Ohsumi fand auf diese Weise 15 verschiedene Erbanlagen, die direkt an die Autophagie gekoppelt sind.

Quelle: https://www.cell.com/developmental-cell/pdf/S1534-5807(03)00296-X.pdf

Selbstverdauung und Selbsttötung der Zellen liegen eng beieinander

Durch Autophagie kann jedoch auch der programmierte Zelltod ausgelöst werden, mit medizinischem Fachbegriff Apoptose genannt. Oxidativer Stress ist in der Lage, ein zelluläres Selbstmordprogramm in Gang zu bringen. Denn durrch oxidativen Stress werden gefährliche, reaktive Sauerstoffradikale (Fachbegriff: Sauerstoffspezies) gebildet. Diese reaktiven Sauerstoffspezies entstehen in den Mitochondrien. Bei entzündlichen Erkrankungen oder im Rahmen des Alterungsprozesses werden diese jedoch in verstärktem Maß produziert.

Sobald das Immunsystem geschwächt ist, haben die Zellen keine Möglichkeit mehr, diese Sauerstoffverbindungen abzufangen. Sie werden ungehindert freigesetzt und beginnen ihr Zerstörungswerk. Sie schädigen die Mitochondrien sowohl im Innen- als auch im Außenbereich. Diese setzen daraufhin Signale frei, die direkt in den zellulären Selbstmord führen.

  • Zunächst schrumpfen die Zellen und die Bläschen auf der Membran schnüren sich ab.
  • Danach zerstückelt sich die DNA und der Zellkern beginnt, sich zu verformen.
  • Benachbarte Fresszellen reagieren sofort und vernichten die beschädigten Mitochondrien. Diese würde sonst Signale aussenden, die den programmierten Zelltod zum Ergebnis hätten. Das ist besonders wichtig im Gehirn. Denn dort ist es nicht möglich, einmal beschädigte Zellen einfach durch Zellteilung zu ersetzen.

Wie Du an diesem Beispiel siehst, liegen die gesunde Selbstverdauung und die Selbsttötung der Zellen eng beieinander – letztere wird eingeleitet, wenn zellulärer Stress und Schädigungen insgesamt zu groß sind.

Quellen:
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/biuz.201210493
https://science.sciencemag.org/content/290/5497/1717

Selbstheilung durch eine funktionierende Autophagie

Deine Zellfunktion kann nur aufrechterhalten werden, wenn das Recycling optimal funktioniert. Denn nur wenn schädliches Material abgebaut wird, kann sich die Zelle erneuern.

Vergleichbar ist das mit Krafttraining. Werden Hanteln gestemmt, entstehen auf der muskulären Ebene kleine Risse. Der Körper ist nach dem Training erst einmal damit beschäftigt, alle beschädigten Muskelfragmente abzubauen. Bei der nächsten Nahrungsaufnahme stehen wieder Bausteine in Form von Nährstoffen zur Verfügung und die Muskeln werden wieder aufgebaut. Das ist mit ein Grund, warum nach jedem intensiven Training immer eine Ruheperiode liegen sollte, damit Zeit zur Regeneration bleibt.

Muskelabbau und -aufbau müssen allerdings im Gleichgewicht stehen, damit Zellreinigung und Wiederaufbau nahtlos ineinander übergehen und keine Einschränkung der Zellfunktion stattfindet. Das lässt sich auf die gesamte Ernährung übertragen. Wenn Du Dich zu lange unterkalorisch ernährst oder Dir strenge Fastenperioden auferlegst, erhalten die Zellen nicht mehr genügend Energie und werden in ihrer Funktion eingeschränkt. Wird dieser Prozess nicht durch Nahrungsaufnahme unterbrochen, wird irgendwann der Zelltod herbeigeführt.

Wenn Du hingegen zu viel isst, wird die Insulinproduktion angeregt. Genau diese ist einer der größten Hemmer der Autophagie. Denn durch den Überschuss bekommen Deine Zellen die Meldung, dass es nicht notwendig ist, körpereigene Reserven anzuzapfen. In den Zellen werden die Abbauprozesse verlangsamt und die Selbstverdauung wird gehemmt.

Vor allem Kohlenhydrate in Brot, Zucker, Pasta und anderen Weißmehlprodukten regen die Insulinproduktion an. Eiweiße und gesunde Fette hingegen werden von den Zellen benötigt, um die bereits abgebauten Bestandteile durch neue zu ersetzen. Nimmst Du Deinen Zellen diese Möglichkeit, häuft sich in ihnen der „Müll“ an und die Autophagie wird ausgebremst – die Zelle wird funktionsuntüchtig oder kann sogar entarten.

Die gute Nachricht: Autophagie lässt sich durch einen entsprechenden Lebensstil fördern. Das Schlüsselwort hierzu heißt: Intermittierendes Fasten.

Quelle: https://www.nature.com/articles/nrd3802

Was ist Fasten?

Der Mensch ist gar nicht für die dauerhafte Nahrungszufuhr gemacht. Denn unsere Urahnen hatten kein regelmäßiges Mahlzeitenprogramm. Gegessen wurde, was Natur und Jagdglück hergaben. Vor allem gegen Ende des Winters war das Angebot knapp und es blieb den meisten gar nichts anderes übrig, als zu fasten.

Genau diese Angewohnheit hat die Evolution in den Genen abgespeichert. Fasten ist ein ganz normaler Vorgang, für den der Körper disponiert ist, während ihn permanentes Essen in regelmäßigen Abständen sogar belastet.

Zahlreich sind die Studien, die den positiven Effekt von Fasten auf die körperliche Gesundheit belegen – und auf den Geist. Nicht umsonst kennen nahezu alle Weltreligionen regelmäßige Fastenzeiten. Fasten kann bei der Vorbeugung und Heilung von Krankheiten wie Migräne, Diabetes, Bluthochdruck, Arthritis, Rheuma und sogar Krebs helfen.

Der Verzicht verlangt Körper und Geist einiges ab, weshalb die meisten Menschen sich dafür eine Auszeit nehmen. Mit dem intermittierenden Fasten steht jedoch ein alltagstauglicher Weg zur Gesundheit jedem zur Verfügung.

Was ist intermittierendes Fasten?

Intermittierendes Fasten wird auch als Intervallfasten bezeichnet. Es existieren unterschiedliche Konzepte. Weit verbreitet ist es, dem Körper 14 bis 16 Stunden keinerlei Nahrung zuzuführen, Tee und Kaffee mit Pflanzenmilch sind hingegen erlaubt. Der Körper lernt seine Nahrungspause und stellt entsprechend das Hormonsystem um. Er versucht, seinen Kalorienbedarf nicht mehr über die zugeführte Nahrung, sondern aus den eigenen Reserven heraus zu decken.

Dr. Satchidanada Panda vom kalifornischen Salk-Forschungsinstitut hat diesen Effekt an Mäusen nachgewiesen. Eine Mäusegruppe wurde rund um die Uhr mit sehr fettreicher Nahrung gefüttert und entwickelte erwartungsgemäß schnell Übergewicht sowie eine Fettleber. Eine Kontrollgruppe erhielt zwar die gleiche Menge an Kalorien, musste jedoch zwischen den Mahlzeiten 16 Stunden lang fasten – diese Gruppe blieb trotzdem normalgewichtig und zeigte keine gesundheitlichen Probleme. Offensichtlich schaffte es die lange Pause von 16 Stunden, den Körper dazu zu bringen, die eigenen Energiereserven zu nutzen. Zunächst wurde das sich in der Leber befindliche Glykogen verwertet, dann in den Muskeln gespeicherter Zucker und zuletzt ging es an die Fettreserven. Die ständig fressende Mäusegruppe nutzte nur Kohlenhydrate zur Energiegewinnung, verbrannte jedoch kein Fett.

Als diese Gruppe ebenfalls fasten musste, zeigte sich, dass diese Tiere genauso in der Lage sind, effektiv Fett zu verbrennen.

Intervallfasten aktiviert Autophagie

Verantwortlich für die deutlich gesünderen, fastenden Mäuse ist die Autophagie. Da die Nahrungszufuhr in den Fastenstunden ausblieb, hatten die Körperzellen genügend Zeit, sich gründlich zu reinigen und im Anschluss daran zu regenerieren. Durch diese Entgiftung konnten die Zellen frisch und leistungsfähig bleiben.

Pandas Forschungsergebnisse zeigen, dass offensichtlich vor allem das nach jeder Mahlzeit freigesetzte Insulin die Autophagie verlangsamt. Zu diesem Schluss kam auch eine Forschergruppe der Universität Helsinki, die die Auswirkung von intermittierendem Fasten auf den Insulinspiegel bei Männern untersucht hatte.

Ab wann beginnt Autophagie?

Im Umkehrschluss bedeutet das, dass die Autophagie durch die Insulinausschüttung gebremst wird. Diese Meinung vertritt auch Prof. Dr. Frank Madeo von der Uni Graz. Denn das zeitweise Fasten löst genau den Stress aus, den die Zellen benötigen, um tüchtig aufzuräumen. Wie lange es dauert, bis die Autophagie in Schwung kommt, ist unterschiedlich. Weniger als 14 Stunden Fasten sollten es jedoch auf keinen Fall sein.

Das folgende Video ist eine Aufzeichnung eines Vortrags Madeos zum Thema Intervallfasten und Autophagie:

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Kollegen von der Uni Wien bestätigen das. Die Autophagie ermöglicht es den Zellen, Nahrungsmangel zu überstehen, indem sie zelleigenes Material abbauen und damit neue, lebenswichtige Proteine aufbauen.

Wahrscheinlich wirst Du Dich jetzt an die Empfehlung erinnern, mehrere kleine Mahlzeiten über den Tag verteilt zu essen, damit der Blutzuckerspiegel konstant bleibt. Zwar fallen dadurch die Insulinspitzen kleiner aus, was jedoch gleichzeitig bedeutet, dass der Spiegel nie ganz abfällt. Die Bauchspeicheldrüse ist permanent am Arbeiten, wodurch den Zellen der Raum zur Regeneration und somit zur Autophagie genommen wird.

Quelle:
https://www.pnas.org/content/100/10/6216.short
https://www.foundmyfitness.com/episodes/satchin-round-2
https://www.physiology.org/doi/full/10.1152/japplphysiol.00683.2005

Länger jung durch Autophagie?

Wenn die Zellen von innen gereinigt werden, lässt sich auch der Alterungsprozess verlangsamen. Zu dieser Erkenntnis gelangten Prof. Dr. Madeo und sein Team im Jahr 2002 eher durch Zufall. Die Forscher experimentierten mit in Hefe exprimierten Genen. Dabei fiel auf, dass die Hefe im Vergleich deutlich schneller alterte, wenn ein Genprodukt die Substanz Spermidin degradierte. Der Umkehrversuch bestätigte die Annahme: Hefezellen, die in einem an Spermidin reichen Medium kultiviert wurden, hatten eine viermal so lange Lebensspanne. Im nächsten Schritt wurde Spermidin in das Trinkwasser von Fliegen gegeben und die Faszination der Wissenschaftler stieg.

Quelle: https://www.jci.org/articles/view/73946

Mit Spermidin die Autophagie ohne Nebenwirkungen unterstützen

Auch wenn der Name es vermuten lässt, kommt Spermidin nicht nur im männlichen Sperma vor, sondern in nahezu allen Körperzellen. Darüber hinaus ist die Substanz auch in etlichen Lebensmitteln wie frischem grünen Pfeffer, Soja, Weizenkeime, Pilzen, Zitrusfrüchten und gut fermentiertem Käse enthalten. Mit dem Alter nimmt die Konzentration von Spermidin im Körper ab – parallel dazu verringert sich die Kapazität, geschädigtes Zellmaterial abzubauen. Prof. Dr. Madeo und sein Team fanden heraus, dass Spermidingaben denselben Effekt wie Fasten haben. Denn das Ergebnis ist identisch – die Zellen fangen an, alles zu verdauen, was möglich ist.

Gerade mit den Jahren sind dabei auch viele schädliche Substanzen dabei. Bestimmte Proteine können sich ablagern und zu neurodegenerativen Erkrankungen führen oder beschädigte Mitochondrien begünstigen die Entwicklung von Krebs. Autophagie als Anti-Aging-Effekt wird entweder durch Fasten oder durch Spermidin aktiviert.

Madeos 2009 veröffentlichte Studie löste weltweit zahlreiche weitere Forschungsvorhaben aus. Eine japanische Studie dokumentierte, dass Spermidin gegen im Alter auftretende entzündliche Prozesse wirkt. Madeo selbst hat weitere Forschungsergebnisse vorgelegt die zeigen, wie Spermidin das Risiko für Herz-Kreislauferkrankungen und die Sterblichkeitsrate bei Krebs senkt. Außerdem hilft Spermidin dabei, den Blutdruck abzusenken.

Forschungsergebnisse der texanischen A&M Universität zufolge, sorgte spermidinhaltige Nahrung bei Tieren dafür, dass sie seltener an Leberkrebs erkrankten. Die allgemeine Lebensspanne stieg um 25 %.

An Mäusen durchgeführte Studien belegten zudem, dass genetische Muskelerkrankungen durch Spermidin geheilt werden können und Demenz, die durch degradierte Nervenzellen im Stirnhirn begründet ist. Madeo untersuchte mit seinem Team anhand von Fliegenmodellen den im Alter zunehmenden Gedächtnisschwund (Demenz). Dadurch sind Rückschlüsse auf das menschliche Hirn möglich, denn Erinnerungen werden bei Tieren ähnlich abgebildet. Durch Gaben von Spermidin erhielten die Zellen die Möglichkeit, Proteinabfälle effektiv zu beseitigen, was der Erinnerungsleistung deutlich zugutekam. Auch wenn noch viele weitere Studien, vor allem am Menschen, notwendig sind, sind sich alle Forscher einig, dass Spermidin effizient die Autophagie ankurbelt und somit hilft, länger jung zu bleiben. Im Gegensatz zu synthetischen Immunhemmern wie Rapamycin bleiben durch Spermidin unerwünschte Nebenwirkungen wie Diabetes aus. Denn Spermidin schaltet das Programm im Zellkern auf jugendlich, indem es eine epigenetische Veränderung bewirkt. Noch zu klären ist die Frage, in welchen Organen Spermidin am effektivsten ausräumt, da die einzelnen Teile des Organismus unterschiedlich schnell altern.

Mit spermidinreichen Nahrungsmitteln länger jung

Es kommt nicht nur darauf an, wie Du isst, sondern auch, was Du isst. Grundsätzlich ist eine mediterrane Kost reich an Spermidin. Laut Madeo und seinem Grazer Team eignen sich jedoch auch folgende Lebensmittel, um die Autophagie anzukurbeln:

  • Pilze wie Champignons und Kräutersaitlinge
  • Weizenkeime und Pinienkerne
  • Obst wie Grapefruit, Weintrauben, Mangos und Äpfel
  • Brokkoli und grüne Bohnen
  • reifer Käse wie Cheddar, Brie und Parmesan
  • Kichererbsen und Sojabohnen

Daneben werden seit einiger Zeit auch Nahrungsergänzungsmittel mit Spermidin angeboten, die jedoch eine ausgewogene Ernährung nicht ersetzen können. Am besten ist es daher, wenn Du spermidinreiche Lebensmittel regelmäßig auf den Speiseplan setzt und am besten noch mit Intervallfasten kombinierst.

Quellen:
https://www.nature.com/articles/ncb1975
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC6128428/
https://www.tandfonline.com/doi/abs/10.1080/15548627.2017.1280225
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC5807086/
https://www.ahajournals.org/doi/full/10.1161/CIRCRESAHA.117.310603

Bessere Autophagie durch Sport

Sport hält fit, gesund und bringt die Autophagie in Schwung. Zu diesem Ergebnis kommen ebenfalls verschiedene Studien, darunter die Forschungsarbeit von Dr. Beth Levine von der Universität Dallas. Sie ließ Mäuse in einem Tretrad trainieren. In Folge verbesserten sich die Zuckerwerte und die allgemeine Fitness. Als die Autophagie künstlich gehemmt wurde, stoppte der Prozess. Für alle Sportmuffel gibt es jedoch auch eine gute Nachricht.

Kaffee fördert Autophagie

Die Autophagie wird ebenfalls durch Kaffee in Schwung gebracht. Das hat eine 2014 in „Cell Cycle“ veröffentlichte Studie herausgefunden. Am Koffein scheint das nicht zu liegen, sondern an den in Kaffee enthaltenen Polyphenolen. Denn vier Stunden nach Kaffeekonsum sowohl von koffeinhaltigen als auch koffeinfreien Marken zeigten Labormäuse eine deutlich höhere Autophagie-Rate. Das gilt übrigens auch für Vitamin D.

Tierisches Eiweiß hemmt Autophagie

Tierisches Eiweiß hingegen hemmt die Autophagie. Auf das Steak nach dem Sport sollte daher trotz des hohen Gehaltes an Protein besser verzichtet werden – vor allem ab 40, denn laut Prof. Madeo führt übermäßiger Fleischgenuß zu einer 40% höheren Wahrscheinlichkeit, an Krebs zu erkranken. Am besten ist es, Sport während des Fastens zu betreiben. Danach füllen Nüsse die Energiespeicher wieder auf. Auch hier zeigte eine Studie, die an 100.000 Probanden über 15 Jahre lang durchgeführt wurde, dass regelmäßiger Nussverzehr die Sterblichkeitsrate um 20 % zu senken vermag.

Quellen:
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4111762/#
https://link.springer.com/article/10.1007/s00421-011-2287-3
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/acel.12876

Krankheiten

In einem gesunden Organismus läuft die Autophagie ganz natürlich ab. Wenn es jedoch in diesem komplexen Mechanismus nur die kleinste Störung gibt und die Autophagie zu schnell, zu langsam oder fehlerhaft abläuft, können tödliche Krankheiten die Folge sein.

Warum häufen sich solche Krankheiten? Könnte es sein, dass unser moderner Lebensstil Autophagie unterdrückt?

Alzheimer, Parkinson und MS –
Krankheiten des Nervensystems – Folge einer fehlerhaften Autophagie?

Alzheimer und Parkinson, aber auch die Huntington-Krankheit lassen sich auf Proteinablagerungen im Gehirn zurückführen. Diese unterschiedlichen Proteinaggregate werden von Ärzten auch als diagnostische Marker verwendet. So konnte mittels Gewebeschnitt bei Alzheimer das Protein Tau nachgewiesen werden, während es sich bei dem für Parkinson verantwortlichen Eiweiß um α-Synuclein bzw. Alpha-Synuclein handelt. Zusätzlich besteht bei Parkinson auch noch eine Fehlfunktion der Lysosomen und Mitochondrien.

Die je nach Krankheitsbild unterschiedlich zusammengesetzten Proteine finden sich in den Nervenzellen, die der Informationsübertragung dienen, und den Gliazellen, die das Zentrale Nervensystem (ZNS) bei seiner Arbeit unterstützen.

Die Gliazellen wiederum selbst teilen sich in die sternförmigen Astrozyten auf, die eine regulative Wirkung auf den Stoffwechsel haben, und die Oligodendrozyten.

Oligodendrozyten bilden die weiße Substanz Myelin, die sich wie ein Isolierband um die Nervenzellfortsätze wickelt, was die Beschleunigung von Reizen unterstützt. Bei der Multiplen Sklerose tritt charakteristischerweise eine Schädigung der Oligodendrozyten auf.

Damit es nicht zur Ablagerung von Proteinen in den Nervenzellen kommt, stehen dem Organismus zwei Abbauwege zur Verfügung. Neben dem Abbau in den Lysosomen steht für kurzlebige Eiweiße auch das Proteasom zur Entsorgung bereit, das sich ebenfalls im Cytoplasma und im Zellkern befindet.

Dieser Proteinkomplex (Proteasom) ist wie ein kleines Fass aufgebaut und dient im wahrsten Sinne des Wortes als Mülltonne für 80 Prozent der zellulären Proteine. Das Proteasom schneidet die eintreffenden Proteine in kleine Bruchstücke und ermöglicht der Zelle auf diese Weise die Wiederverwertung.

Größere Proteinfragmente können den Eingang zum Proteasom nicht passieren und werden daher in den Lysosomen durch Autophagie recycelt. Beide Systeme stehen in enger Verbindung miteinander.

Alzheimer

Liegt bei den Lysosomen eine Hemmung vor, übernimmt das Proteasom die Arbeit und umgekehrt. Da die Autophagie eine Art Qualitätskontrolle vornimmt, ist es problematisch, wenn der Ballast unnützer Proteine nicht mehr entsorgt werden kann. Es kommt zur Bildung von Proteinklumpen im Gehirn, was zur Verstopfung der Zellen führt.

Mitochondrien können nicht mehr in den Zellkörper und die Fortsätze wandern, was in einer mangelnden Energieversorgung der Zellen resultiert. Folge dieser außer Kontrolle geratenen Recyclings und der Selbstverdauung ist der unwiederbringliche Zelltod.

Festgestellt wurde das, indem in den Gehirnen von Mäusen die Autophagie ausgeschaltet wurde. Alle Versuchstiere zeigten neuronale Degenerationsprozesse wie sie typisch für Alzheimer sind und ein erhöhtes Auftreten von Proteinablagerungen.

Zum Vergleich zeigen die Gehirne von Alzheimer-Patienten eine hohe Zahl an Autophagosomen. Das bedeutet, es findet zwar noch eine erhöhte Bildung an Vakuolen statt, doch die Verschmelzung mit den Lysosomen erfolgt nicht mehr oder nur noch mangelhaft – die zelleigene Verdauung ist massiv gestört und die Selbstreinigung funktioniert nicht mehr.

Quelle: https://link.springer.com/article/10.1007/s00391-017-1307-2

Parkinson

Ein Forscherteam der Universität Oldenburg konnte nachweisen, dass sich in den Gehirnen von Patienten, die an Multipler Systemischer Atrophie (MSA) leiden, Proteinablagerungen finden, die typisch bei einer gestörten Autophagie sind.

Bei MSA handelt es sich um eine Krankheit, die rasch voranschreitet. Symptome sind Zittern, verlangsamte Bewegungen, Gleichgewichtsstörungen sowie Probleme beim Sprechen und Schlucken. Insofern lassen sich die Ergebnisse auch auf Parkinson übertragen, denn hier finden sich ebenfalls in hoher Anzahl verklumpte oder falsch gefaltete Proteine in den Nervenzellen.

Da sich am Menschen diese Untersuchungen nicht durchführen lassen, müssen Wissenschaftler für ihre Studien meist auf Mäuse oder Ratten zurückgreifen, bei denen die Autophagie mit Gaben von Rampamycin ausgeschaltet wird. Dabei handelt es sich um ein von einem Bakterium erzeugtes Produkt, das aufgrund seiner immunsuppressiven Eigenschaften auch bei Transplantationen eingesetzt wird und ein Enzym blockiert, das
die Autophagie hemmt.

Um die Anzahl der Tierversuche zu senken, wird in letzter Zeit verstärkt mit Zellkulturen gearbeitet. Zunächst werden die Proteinablagerungen erzeugt und anschließend durch die Gabe von Rampamycin entfernt. Ebenfalls gelang es, für Parkinson typische Ablagerungen von Alpha-Synuclein in den Zellen mit der Substanz Geldanamycin zu beseitigen, indem die Autophagie aktiviert werden konnte. Geldanamycin kommt in der Regel in der Krebstherapie zum Einsatz und verhindert die Teilung von Tumorzellen.

Quellen:
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/biuz.201210493
http://perspectivesinmedicine.cshlp.org/content/2/4/a009357.short

COPD

Bei der Chronisch Obstruktiven Lungenkrankheit (COPD) gehen nach und nach im Bronchialsystem die Muskelzellen zugrunde. Einer der Hauptursache für die Entstehung der unheilbaren Krankheit ist Zigarettenrauch. Eine in „Redox Biology“ im Jahr 2015 veröffentlichte Studie bringt COPD und eine Reihe weiterer Lungenkrankheiten nun in den Kontext einer gestörten Autophagie. Um die Aktivität der Autophagie zu bestimmen, stehen Forschern verschiedene Marker zur Verfügung. Im Lungengewebe von COPD-Patienten fanden sich deutlich erhöhte Werte. An COPD leidende Mäuse wurden im Labor über sechs Monate lang beobachtet. Bei allen war ein Anstieg der Autophagie bei gleichzeitiger Abnahme nutzbarer Proteine festzustellen – was über kurz oder lang den Zelltod der Muskelzellen in den Bronchien begünstigt. Bislang gelang es allerdings nicht, den zugrunde liegenden Mechanismus komplett aufzuschlüsseln. Fest steht nur, dass die Krankheit bei den Labormäusen deutlich rascher voranschritt, wenn diese kontinuierlich Zigarettenrauch ausgesetzt waren, was die Forscher auf Störungen in der Autophagie zurückführen.

Quellen:
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2213231714001347
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/biuz.201210493

Morbus Crohn

Bei Morbus Crohn ist die Abwehr der Bakterien in der Darmwand geschwächt, die offensichtlich genetisch disponiert ist. Im Verlauf der chronischen Krankheit kommt es zu entzündlichen Verdickungen in der Darmwand, die krampfartige Bauchschmerzen auslösen und im schlimmsten Fall zum Darmverschluss führen. Auch hier scheint Autophagie eine Schlüsselrolle zu spielen, die eine Störung des Immunsystems zur Folge hat, sodass in Zellen befindliche Bakterien nicht mehr ordnungsgemäß verdaut werden können. Die Zellen sind nicht mehr in der Lage, sich von Schadstoffen selbst zu entgiften.

Eine Regulierung der Autophagie kann auch bei anderen Darmerkrankungen wie Reizdarm oder Darmkrebs helfen, die entzündlichen Symptome zu hindern oder generell solchen Erkrankungen vorzubeugen.

Quelle: https://academic.oup.com/intimm/article/21/11/1205/693529

Hilft Fasten gegen Krebs?

Fasten hilft nicht gegen Krebs. Punkt! Man kann durch Fasten vorbeugen, weil die Autophagie „aufräumt“, indem „Schrott recycelt wird“.
Es gibt wiederum auch Studien, die Hinweise geben, dass Fasten Krebs fördert, was allerdings nicht logisch mit der Autophagie zusammenpasst.
„Paradoxerweise sprechen die meisten Beweise für eine Rolle der Autophagie bei der Aufrechterhaltung des Überlebens von Tumorzellen als Reaktion auf metabolischen Stress in vitro und in hypoxischen Tumorregionen in vivo. Die Auflösung dieser Paradoxien im Zusammenhang mit der Autophagiefunktion hat sich als schwierig erwiesen.“ (Quelle)

Aber:

Fasten dämpft Nebenwirkungen der Chemotherapie

Fasten kann die schädlichen Auswirkungen einer Chemotherapie abschwächen. Im folgenden Video von arte, geht es (ab Minute 40) unter anderem um eine Studie in der 2 Mäusegruppen Chemotherapeutika in einer Überdosis verabreicht wurden. Die eine Gruppe fastete vorher und die andere durfte sich normal ernähren. Die fastenden Mäuse überstanden die Chemotherapie viel besser als die anderen normal ernährten Mäuse, von denen sogar einige ihr Leben ließen.

Daraufhin haben in einer Krebsklinik einige Patienten vor der Chemotherapie 48h gefastet und dadurch die Chemotherapie viel besser überstanden, die Nebenwirkungen waren schwächer ausgeprägt. Es kam insgesamt zu einer Verringerung der Müdigkeit, Schwäche und gastrointestinalen Nebenwirkungen.

Wie erklärt man sich das?

Chemotherapeutika greifen normalerweise alle Körperzellen an, sie machen keinen Unterschied. Nach zweitägigem Fasten gehen normale gesunde Zellen in einen Schutzmodus, in dem sie sich weniger schnell vermehren und der sie vor der verheerenden Wirkung der Chemotherapie schützt. Krebszellen können das nicht. Krebszellen expandieren rigoros.

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Quellen:
https://stm.sciencemag.org/content/4/124/124ra27.short
https://bmccancer.biomedcentral.com/articles/10.1186/s12885-016-2370-6
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC2815756/

Intervallfasten für die Darmflora

Im Blogartikel „Intervallfasten für die Darmflora“ erkläre ich Dir die Hintergründe, Studien etc.

Fazit

Indem Du mit relativ einfachen Mittel wie einer sorgsamen Auswahl Deiner Speisen, einem Sportprogramm und intermittierendem Fasten Deine Autophagie ankurbelst, hast Du eine wunderbare Möglichkeit, etwas für Deine Gesundheit zu tun – und das ganz ohne Nebenwirkungen. So leistest Du einen wichtigen Beitrag dazu, zahlreichen Krankheiten und dem natürlichen Alterungsprozess vorzubeugen, da Du Deinen Zellen dabei hilfst, Toxine und andere Abfallstoffe gründlich zu beseitigen.

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