Что такое аутофагия?

Аутофагия — это реакции клетки, направленные на удаление клеточного мусора, отходов, микроорганизмов и нежелательных соединений. Во время этой очистки накапливаемые отходы доставляются в отсеки клетки, известные как лизосомы, где они могут уничтожаться и использоваться повторно. 

Аутофагия является относительно новым открытием. В 2016 году Ёсинори Осуми получил Нобелевскую премию по физиологии и медицине за открытие механизмов аутофагии.

Усиленная аутофагия была обнаружена у исключительно здоровых столетних людей и, по-видимому, является одним из ключевых факторов, позволяющих прожить более здоровую и долгую жизнь. Генетика играет определенную роль в аутофагии, но питание, образ жизни и пищевые добавки также могут значительно повлиять на экспрессию генов аутофагии. 

Последствия нарушения аутофагии 

Прежде чем рассказать о том, как можно усилить аутофагию, необходимо отметить, что нарушение аутофагии может иметь несколько последствий. Например, увеличение окислительных повреждений, потеря контроля над формированием и распадом белков, снижение функции митохондрий, снижение иммунитета и другие факторы, связанные с ускорением клеточного старения. Эти явления затрагивают все ткани организма, особенно мозг, поскольку он является наиболее активной тканью с точки зрения метаболизма. Возрастное ухудшение аутофагии также вызывает саркопению — постепенную потерю мышечной массы и силы.1

Старение и воспаление

Одним из ключевых факторов, помогающих организму справляться с клеточным мусором, является предотвращение его образования и накопления. Ускоренное старение человека характеризуется состоянием хронического вялотекущего воспаления. Этот процесс называется воспалительным старением. Именно оно приводит к ухудшению аутофагии.2 

Одними из факторов, провоцирующих воспалительное старение, являются слабый контроль уровня сахара в крови и недостаток в рационе жизненно важных компонентов, которые борются с воспалением. К продуктам, борющимся с воспалением, относятся омега-3 жирные кислоты, фрукты, богатые полифенолами, и овощи, богатые каротиноидами.3 При воспалительном старении функция митохондрий снижается, прежде всего, из-за повреждения и стресса, вызванного свободными радикалами и прооксидантами. Митохондрии — это отсеки в клетках, которые вырабатывают аденозинтрифосфат (АТФ), служащий источником энергии для организма. Снижение функции митохондрий — это еще один фактор, который приводит к ухудшению аутофагии.

Как правило, с возрастом у людей наблюдается снижение количества и работоспособности митохондрий. Это приводит к снижению выработки энергии (АТФ), что приводит к утечке воспалительных соединений из митохондрий и более значительному образованию клеточного мусора внутри самой клетки. Именно поэтому для описания избыточного клеточного мусора и ухудшения аутофагии используется термин «мусорное старение» (от английских слов «garbage» — мусор и «aging» — старение).2 

Способы повышения аутофагии

Для предотвращения «мусорного старения» и сохранения аутофагии необходимо уменьшить образование избыточного клеточного мусора и поддерживать функцию митохондрий.5 Вот некоторые из важнейших шагов для достижения этих целей:

  • Упражнения, физическая активность и диафрагмальное дыхание являются ключевыми факторами, которые поддерживают аутофагию в удалении клеточного мусора и борьбе с «мусорным старением». 
  • Питайтесь пищей, богатой фруктами и овощами, орехами и семенами, а также достаточным количеством белка.
  • Избегайте сахара и чрезмерного потребления углеводов и калорий.
  • Интервальное голодание: одним из популярных методов является ежедневное 16-часовое голодание с 8-часовым перерывом на прием пищи.
  • В рационе должны быть суперфуды: спирулина и другая суперзелень, сырое какао, ягоды, зеленый чай (особенно матча), и другие продукты.
  • Добавляйте специи! Обильно используйте в питании специи и травы, чтобы пользоваться их преимуществами в уменьшении «мусорного старения» и защите митохондрий.
  • Принимайте базовые пищевые добавки для поддержания здоровья:
  • В качестве дополнительной поддержки для уменьшения «мусорного старения» и укрепления митохондриальной функции можно принимать следующие препараты:
    • N-ацетилцистеин (NAC) или L-глутатион. Рекомендованная дозировка составляет 500 мг дважды в день, что повышает уровень глутатиона, поддерживает детоксикацию и защищает митохондрии. 
    • Убихинол в дозировке 100-200 мг ежедневно. Убихинол — это наиболее усвояемая форма коэнзима Q10 (CoQ10). Как правило, уровень CoQ10 снижается с возрастом. Низкий уровень этого соединения также наблюдается при многих заболеваниях, особенно у людей, принимающих статины или страдающих сердечно-сосудистыми заболеваниями, такими как стенокардия, высокое артериальное давление, пролапс митрального клапана и застойная сердечная недостаточность. Прием CoQ10 служит «страховкой» для оптимального функционирования митохондрий.

Аутофагия и спермидин

Существует более 40 различных генов, участвующих в процессах аутофагии. Тем не менее, сверхэкспрессия основного гена аутофагии (ATG5) является главным фактором, определяющим процессы аутофагии, связанные с более высокой продолжительностью жизни. 

Экспрессия ATG5 снижается в ответ на окислительный стресс, повреждение свободными радикалами и снижение функции митохондрий. Следовательно, приведенные выше советы необходимы для усиления аутофагии по этим причинам. 

Одним из важнейших диетических факторов, связанных с усилением аутофагии, является спермидин.7 Спермидин открыт в 1678 году знаменитым голландским ученым и основоположником микробиологии Антони ван Левенгуком, который обнаружил его в виде кристаллов в образце человеческой спермы под микроскопом. Разумеется, спермидин очень важен для функционирования сперматозоидов, но он также играет важную роль в клетках всего организма.

Спермидин может соединяться с важнейшими молекулами, участвующими в клеточном росте, генетической экспрессии и синтезе белка, и активировать их. Спермидин также играет важную роль в регуляции иммунного ответа и антиоксидантной системы. 

Спермидин помогает бороться с клеточным старением посредством нескольких механизмов. Он проявляет выраженную антиоксидантную активность, особенно в защите мембранных липидов и нуклеиновых кислот. Но именно роль спермидина как усилителя аутофагии и митохондриальной функции дает существенный антивозрастной эффект.7

Помимо пищевых источников, спермидин может вырабатываться в организме из аминокислоты орнитин. Однако с возрастом концентрация спермидина в тканях снижается, в основном из-за снижения активности ферментов, которые его синтезируют. Повышенное потребление спермидина связано с меньшим уровнем смертности, в том числе от рака и сердечно-сосудистых заболеваний.8-10 Спермидин также проявляет защитные свойства в борьбе со старением мозга, улучшении работы печени и общего метаболизма, а также при дегенерации межпозвоночных дисков.  

Спермидин содержится во многих продуктах питания. Особенно богаты этим веществом зародыши пшеницы, цельные зерна, бобовые, соевые продукты и грибы. Хорошими источниками также являются выдержанные сыры и ферментированные продукты, а также куриная или говяжья печень. 

Потребление спермидина значительно варьируется в зависимости от того, насколько конкретный продукт богат полиаминами. Примерная суточная норма спермидина для взрослых в США и Европе составляет около 12,5 мг в день. Три столовые ложки зародышей пшеницы обеспечивают около 5 мг спермидина или около 40% стандартной суточной нормы. 

Было проведено несколько клинических исследований с использованием зародышей пшеницы или их экстрактов среди пожилых людей, страдавших ухудшением памяти и когнитивных функций.10-13 В одном двойном слепом исследовании изучалось влияние приема зародышей пшеницы на 85 человек в возрасте от 60 до 96 лет из шести домов престарелых.13 Одна группа ела булочки с зародышами пшеницы (булочка А). Одна такая булочка А обеспечивала 3,3 мг спермидина. Вторая группа ела булочки, испеченные с пшеничными отрубями вместо зародышей пшеницы (булочка В), которые обеспечивали 1,9 мг спермидина каждая. Помимо тестов на память, были взяты образцы крови для измерения уровня спермидина. Результаты продемонстрировали четкую связь между приемом спермидина, уровнем спермидина в крови и улучшением когнитивных функций. На основании полученных результатов и данных анализов крови, минимальная суточная дозировка спермидина, необходимая для улучшения показателей, составила 3,3 мг (примерно две столовые ложки зародышей пшеницы). 

Пищевые добавки для усиления аутофагии

Витамин D3, рыбий жир, богатый омега-3 жирными кислотами, и растительные антиоксиданты, такие как ресвератрол, экстракт из косточек винограда, куркумин, N-ацетилцистеин и CoQ10, — все они усиливают аутофагию. Ниже приведена более подробная информация о ресвератроле и никотинамиде мононуклеотиде, поскольку эти добавки приобрели большую популярность в качестве усилителей аутофагии и очень хорошо работают вместе.

Ресвератрол

Ресвератрол — это полифенольное соединение, содержащееся в малом количестве в винограде (только в кожице), красном вине, арахисе и голубике. Большинство производителей пищевых добавок с ресвератролом использует в качестве сырья горец японский (Polygonum cuspidatum). 

Ресвератрол обладает множеством уникальных свойств, являясь важным регулятором защитных механизмов клеток.14-16 Он хорошо работает в рамках комплексного подхода против старения. Ресвератрол усиливает аутофагию и активирует фермент, известный как сиртуин 1, который играет важную роль в продолжительности жизни клеток. Он также улучшает работу мозга и способствует улучшению контроля сахара в крови, усиливая действие инсулина.

Несколько клинических исследований показали, что огромный антивозрастной эффект ресвератрола, выявленный в испытаниях на животных, распространяется и на человека.16,17 В частности, ресвератрол снижает маркеры воспаления мозга, связанные со старением и слабыми когнитивными способностями у пожилых людей. Исследования показали, что ресвератрол улучшает настроение, умственные способности и показатели повседневной жизнедеятельности у пожилых людей. Другими словами, он помогает пожилым людям чувствовать себя моложе. Вероятно, одной из причин такого эффекта является улучшение механизмов аутофагии. И самое главное — ресвератрол безопасен и не вызывает побочных эффектов.

Никотинамид мононуклеотид

Никотинамид мононуклеотид является уникальной формой витамина B3, который оказывает благотворное влияние на повышение уровня никотинамидадениндинуклеотида (NAD+) — важного соединения для выработки энергии и многих клеточных процессов.18,19 Поскольку уровень NAD+ снижается с возрастом даже при достаточном потреблении других форм витамина B3, восстановление истощенного уровня NAD+ с помощью никотинамида мононуклеотида также становится частью комплексного подхода против старения и укрепления здоровья клеток. Низкий уровень NAD+ в клетках организма может привести к следующим проблемам: 20,21

  • Замедление метаболизма, что ведет к набору веса и слабому контролю уровня сахара в крови
  • Утомляемость
  • Ухудшение состояния кровеносных сосудов
  • Возрастное снижение мышечной массы (саркопения)
  • Связанное с возрастом ухудшение памяти и умственных способностей
  • Возрастное снижение остроты зрения и слуха 

Многие из этих нарушений могут быть вызваны нарушением аутофагии. 

Источники:

  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):952.
  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