Autofagia, czyli jak naprawić się samemu

My, biegacze, wiemy wszystko o węglach, ładowaniu węglami, okienkach węglowodanowych i żelach pełnych węglowodanów. Węglowodany to energia i koniec, kropka. Nigdy nie można dopuścić do tego, aby organizm wykorzystał wszystkie zapasy węgli i po każdym treningu należy je suto uzupełniać. Tymczasem okazuje się, że wyczerpanie zasobów glikogenu w organizmie  może przynieść korzyści zdrowotne. Wynika to z lat ewolucji, czystej biologii oraz ostatnich badań naukowych. 

Coraz więcej biegaczy, zwłaszcza ultrasów, przekonuje się do diet niskowęglowodanowych i udowadnia, że można długo biegać i świetnie trenować bez nieustannego konsumowania żeli i wypasionego carboloadingu. Coraz więcej dietetyków odchodzi od zalecania spożywania pięciu posiłków dziennie o stałych porach w taki sposób, aby nigdy nie odczuwać głodu. Coraz więcej badań naukowych dowodzi, że okresowe stosowanie postu może przynosić organizmowi sporo korzyści, w tym nawet może pomagać w terapii wielu chorób. 

Aż trudno w to uwierzyć, skoro jeszcze nie tak dawno trzydniowe posty traktowane były wyłącznie jako medycyna alternatywna o religijnych konotacjach, niż poparte wiedzą zalecenie zdrowotne. Skąd to wszystko się wzięło i dlaczego jest obecnie takie popularne?

Krótka lekcja biologii

Komórka

Komórka jest podstawową jednostką budowy wszystkich żywych organizmów. Dzięki zastosowaniu prymitywnego mikroskopu została ona po raz pierwszy zaobserwowana i nazwana przez Roberta Hooke’a w 1665 roku. Pomimo tak przełomowego odkrycia, dziś nawet nie wiemy, jak naprawdę wyglądał Robert Hooke. Jego jedyny portret zniszczył podobno Isaac Newton, ponieważ naukowcy pozostawali od lat w konflikcie, zazdroszcząc sobie naukowych osiągnięć. Na szczęście komórka – jako odkrycie – przetrwała, a rozwój techniki i głód wiedzy umożliwiał dalsze jej badania. 

Lizosom

Jednak dopiero niemal trzysta lat później zaobserwowano, że komórka może w sposób kontrolowany niszczyć swoje części składowe, np. uszkodzone lub niepożądane białka, całe organella, a także materiały pobrane przez komórkę z zewnątrz, takie jak wirusy i bakterie. Otaczane są one błoną i zamykane w pęcherzyku nazwanym autofagosomem. Pęcherzyk jest następnie transportowany do ośrodka przetwarzającego odpady, gdzie jego zawartość ulega rozkładowi na substancje proste (aminokwasy, kwasy tłuszczowe, cukry, nukleotydy), które mogą być ponownie użyte przez komórkę jako materiał budulcowy do wytworzenia nowych struktur lub jako paliwo do uzyskania energii. 

Za to odkrycie belgijski naukowiec Christian de Duve dostał w 1974 roku Nagrodę Nobla w dziedzinie fizjologii i medycyny. Ten ośrodek przetwarzania odpadów to lizosom, organellum występujące licznie w komórkach eukariotycznych, a procesy, które wykonuje, de Duve nazwał autofagią (od greckich słów “auto” czyli “samo” i “phagein” czyli “jeść”, łącznie “samozjadanie”). Dziś pewnie użyłby pojęcia recykling wewnątrzkomórkowy.

Musiały jednak minąć kolejne lata, aby zrozumieć rodzaje autofagii oraz mechanizmy sprawcze. Udało się to dzięki dr Yoshinori Ohsumi, którego badania doprowadziły do wyjaśnienia przebiegu autofagii i do identyfikacji genów odpowiedzialnych za jej molekularny mechanizm, za co dr Ohsumi dostał nagrodę Nobla w 2016 roku. Wówczas zrobiło się o autofagii naprawdę głośno.  

Zastanawiasz się jak zadbać o swoją formę?

Dołącz do naszej społeczności i poznaj autorski program “Od zera do runnera” w którym systematycznie i w Twoim rytmie odkryjesz skuteczne tajniki biegania od zera.

Dołącz do PREMIUM

Autofagia

Sprzątanie organizmu

Autofagia jest istotna dla prawidłowego funkcjonowania komórek. Komórka pozbywa się w ten sposób uszkodzonych, obumarłych, zużytych lub wytworzonych w nadmiarze elementów swej struktury. W procesie autofagii rozkładane są jednak nie tylko elementy komórki, ale też wirusy czy bakterie. W warunkach fizjologicznych, przy prawidłowym poziomie składników odżywczych, autofagia występuje w większości tkanek, przyczyniając się do stałego obiegu białek w komórce, co wpływa na utrzymanie jej homeostazy. 

Zaburzenia tych procesów mogą prowadzić do stanów patologicznych i sprzyjać rozwojowi chorób. Gdy poziom autofagii zmniejsza się, komórki tracą zdolność do usuwania materiałów i zaczynają gromadzić składniki cytotoksyczne, co może skutkować niestabilnością wewnątrzkomórkowego środowiska. Zaburzenie procesów autofagii jest współprzyczyną chorób metabolicznych, np. cukrzycy typu II, neurodegeneracyjnych, np. choroby Parkinsona, chorób nowotworowych, stłuszczenia wątroby, czy chorób mięśnia sercowego. Przyspiesza również starzenie się organizmu. 

Dlatego podtrzymanie zjawiska autofagii ma kluczowe znaczenie dla zachowania zdrowia całego organizmu. 

Hamowanie i inicjowanie

Wydajność procesu autofagii spada wraz z wiekiem, a także wówczas, gdy prowadzimy niezdrowy styl życia lub popełniamy błędy dietetyczne, takie jak zbyt duża podaż węglowodanów, białka lub ogólnie kalorii. Stałemu spożyciu węglowodanów towarzyszy utrzymujący się wysoki poziom insuliny – a to stanowi dla organizmu informację, że nie brakuje związków odżywczych. Organizm zaczyna całkowicie polegać na pokarmie dostarczanym z zewnątrz, tym samym komórki nie mają potrzeby korzystania z wewnętrznych rezerw, co przekłada się na ograniczenie procesów samotrawienia elementów komórkowych. To wszystko łącznie i z osobna hamuje procesy autofagii na ich podstawowym poziomie.

Jednak organizm wciąż może korzystać z procesów autofagii. Odbywa się to w warunkach patologicznych – podczas głodzenia, niedotlenienia, infekcji bakteryjnych czy powstawania nieprawidłowych białek. Autofagia występuje wówczas jako mechanizm adaptacyjny do warunków stresowych i stanowi strategię przetrwania komórki, zapewniając dopływ substancji odżywczych niezbędnych do podtrzymania najważniejszych procesów życiowych, przetwarzając zbędne, niepotrzebne czy uszkodzone elementy i wykorzystując strawione struktury do produkcji energii. 

Aktywowanie tego mechanizmu sprzyja zachowaniu lub przywróceniu prawidłowego funkcjonowania organizmu. Ponieważ proces autofagii zachodzi w warunkach deficytu energetycznego, post jest uważany za jeden ze sposobów, aby go zainicjować lub wzmocnić.  

Jaki to wszystko działa?

Co się dzieje, kiedy organizm nie dostaje pożywienia?

Do 6 godzin

Kiedy zjesz posiłek, jego trawienie trwa, w zależności od przyjętego pokarmu, plus minus 4 do 6 godzin. Łączna ilość cukru krążącego we krwi wynosi około 70-99 mg/dl (miligramów na decylitr) i aby ten poziom utrzymać, organizm korzysta z różnych hormonów. Gdy dostarczamy sobie spore ilości węglowodanów, tym hormonem będzie insulina, która poziom cukru we krwi obniża. Insulina pozwala przenikać glukozie do komórek, gdzie glukoza może być na bieżąco wykorzystywana do produkcji energii,  a w przypadku sporych ilości dostarczonych węglowodanów, insulina pomaga je magazynować w mięśniach i wątrobie w formie glikogenu. Jednak w tym okresie to glukoza krążąca we krwi jest głównym źródłem energii. 

Od 6 do 16 godzin

Po zakończonym trawieniu spada poziom cukru we krwi do jego normalnego poziomu, tym samym spada poziom insuliny. Organizm jednak nadal korzysta z glukozy jako źródła energii, ale tym razem nie pochodzi ona z pokarmów, ale z zapasów zmagazynowanych w wątrobie i w mięśniach. Szacuje się, że wątroba może przechować około 60-70 gramów glikogenu, a mięśnie około 300-600 gramów, w zależności od wytrenowania i ich masy. Jednak glikogen zgromadzony w mięśniach jest źródłem energii tylko dla mięśnia, w którym jest zlokalizowany, dlatego organizm, w przypadku braku wysiłku fizycznego, korzysta wyłącznie z zapasów znajdujących się w wątrobie. Ponieważ każdy gram glikogenu to 4 kcal, daje to zapas z wątroby około 240 do 280 kalorii, co wystarcza organizmowi na 12-16 godzin. Wyjątkiem są osoby aktywne fizycznie, które mogą szybko pozbyć się zapasów glikogenu już po 60-90 minutach intensywnego wysiłku. 

Od 16 godzin

Po około 12-16 godzinach, a w przypadku wysiłku fizycznego o wiele szybciej, wyczerpuje się cały zmagazynowany w organizmie glikogen. Wówczas organizm, chcąc zapewnić sobie energię, musi przestawić się na wykorzystywanie tłuszczów (proces beta – oksydacji) oraz białek (proces glukoneogenezy). 

Utlenienie jednego grama tłuszczu daje dwa razy więcej energii niż utlenienie jednego grama cukru. Tłuszcze zapewniają również najbardziej efektywne magazynowanie energii organizmu. U osoby ważącej 70 kg podstawowe zapotrzebowanie kaloryczne można zaspokajać nawet do dwóch miesięcy wyłącznie z zapasów tłuszczu, bez przyjmowania dodatkowych kalorii. Organizm czyni to poprzez zwiększenie rozpadu komórek tłuszczowych w organizmie w celu uwolnienia kwasów tłuszczowych do krwi, tym samym docierają one z krwiobiegu do wątroby, a ta wykorzystuje je do produkcji ciał ketonowych. Proces ten może być wykorzystywany do utrzymania wszystkich niezbędnych funkcji organizmu. 

Mózg jest w stanie wykorzystać ketony jako źródło energii, zmniejszając tym samym zapotrzebowanie na glukozę, jednak zaznaczyć należy, że wciąż co najmniej 33% energii mózg i tak musi czerpać z glukozy. Również czerwone krwinki oraz wątroba nie są przystosowane do wykorzystywania ciał ketonowych, dlatego pewne ilości glukozy muszą być syntezowane, ponieważ jest to jedyne dostępne dla nich paliwo. I dlatego też organizm zaczyna produkować glukozę przy wykorzystaniu aminokwasów (glukoneogeneza). 

To właśnie wówczas organizm aktywuje autofagię i w celu wytworzenia glukozy wykorzystuje uszkodzone białka, które nie są kluczowe dla funkcjonowania komórki, oraz nieprawidłowo działające organelle, tym samym oczyszczając ciało ze zbędnych czy szkodliwych elementów. Na tym etapie białko nie pochodzi z masy mięśniowej. 

Równocześnie w organizmie zachodzi wiele procesów, które mogą proces autofagii wspomagać. Bez glukozy spada poziom insuliny, wówczas wzrasta poziom glukagonu, który wzmacnia autofagię, spala tkankę tłuszczową i nasila proces glukoneogenezy. Podobne efekty daje hormon wzrostu, który po 48 godzinach postu wzrasta aż pięciokrotnie, jednocześnie wspomagając budowę mięśni oraz regenerację kontuzji. Natomiast 72-godzinny post powoduje prawie całkowity “remont” układu odpornościowego, który polega na tym, że w czasie postu obumierają białe krwinki, a po jego zakończeniu organizm zaczyna intensywnie wytwarzać nowe. Wskutek długotrwałego postu regenerują się też błony śluzowe przewodu pokarmowego, dróg moczowo-płciowych i układu oddechowego, dzięki czemu pierwsza bariera, chroniąca nas przed infekcjami, odzyskuje pełną sprawność. 

Jak stymulować autofagię?

Post 

Najprostszym sposobem na aktywowanie autofagi jest post polegający na rezygnacji z przyjmowania pokarmów, ponieważ ewolucyjnie to właśnie niedobory składników pokarmowych zmuszają komórki do korzystania z rezerwowych zasobów i tym samym do autoczyszczenia. Szeroki zakres zmian komórkowych wywołanych okresowym niedoborem składników odżywczych zwiększa przeżycie komórek, zmniejsza ich starzenie się, poprawia funkcjonowanie narządów, zmniejsza problemy ogólnoustrojowe, takie jak przewlekłe stany zapalne, a w konsekwencji wydłuża zdrowie organizmu. Całkowity post nie jest jednak polecany wszystkim ze względów zdrowotnych, jak również nie wszyscy są w stanie wytrzymać dwa lub nawet więcej dni bez jedzenia. Dlatego wskazuje się, że mogą istnieć inne metody pozwalające aktywować autofagię. 

Intermitent Fasting (IF)

Jednym z nich jest najbardziej popularna w 2020 roku dieta zwana Intermittent Fasting (IF). Tzw. post przerywany, w przeciwieństwie do głodówki, może być bezpiecznie stosowany praktycznie przez wszystkich w odpowiedniej dla siebie metodzie. 

W systemie ICR (Intermittent Calorie Restriction lub Periodic Fasting), po okresie regularnego jedzenia, które trwa 4, 5 lub 6 dni, stosujemy ograniczenie kalorii do 25-30% dziennego zapotrzebowania lub ścisły post przez kolejne pełne 72, 48 lub 24 godziny (czyli schemat 4/3, 5/2 lub 6/1). W systemie ADF (Alternate Day Fasting, lub eat-stop-eat), całodniowy post jest stosowany naprzemiennie z dnami regularnej diety, co drugi dzień (1/1).

Jednak najpopularniejszą metodą jest TRF (Time Restricted Feeding). Polega ona na stosowaniu tzw. okien żywieniowych, w trakcie których można przyjmować pokarmy, po czym następuje okres postu, a wszystko to odbywa się w ciągu jednej doby. W systemie 16/8, można jeść przez 8 godzin (np. od godziny 10:00 do godziny 18:00), następnie przez 16 godzin trwa post, który przypada na porę nocną, dlatego jest to dość łatwy i wygodny sposób utrzymania diety. Zresztą post nocny uważa się za naturalny dla człowieka ze względu na dobowy rytm organizmu i hormony wydzielane o ściśle określonych porach (jak np. hormon wzrostu rośnie w nocy, a kortyzol nad ranem), dlatego lepiej stosować wczesne (np. od 9:00 do 17:00) niż późniejsze (np. od 13:00 do 21:00) okna żywieniowe. 

Metodę TRF można oczywiście praktykować także według innych schematów i skracać okno żywieniowe, np. do 6 godzin w schemacie 18/6 czy do 4 godzin w schemacie 20/4. Co ciekawe, choć nazwa IF brzmi nowocześnie, przerywany post to w istocie metoda stosowana od dawna. Za przykład niech posłuży praktykowany przez chrześcijan post wielkanocny, czyli wstrzemięźliwość w jedzeniu i piciu przez 40 dni, czy przez wyznawców islamu post w miesiącu Ramadan, polegający na powstrzymaniu się od przyjmowania pokarmów od wschodu do zachodu słońca, a nawet zwykła zasada niejedzenia po 18:00. 

Stosując TRF nie trzeba wykluczać żadnych produktów. Zazwyczaj po prostu jesz to, co chcesz, choć oczywiście, nie mogą to być tylko chipsy. Okno żywieniowe nie polega bowiem na tym, że można jeść w nadmiarze i to same fast foody, ale że w tym czasie spożywa się całe dzienne zapotrzebowanie kaloryczne (albo nawet mniej kalorii, jeśli ktoś się odchudza). Istnieje wiele aplikacji, które mogą pomóc wytrzymać okresy postu, takie jak Zero, BodyFast czy Monitor Głodówki, większość jest jednak anglojęzyczna i płatna.

Dieta przypominająca post (FMD)

Dieta przypominająca post (Fasting Mimicking Diet) została wymyślona przez włoskiego badacza dr Valtera Longo. Stworzył on pięciodniowy plan nazwany ProLon, w którego trakcie spożywa się gotowe zestawy posiłków, które mają niską zawartość węglowodanów i białka oraz niską kaloryczność. Pierwszy dzień diety dostarcza około 1090 kcal (10% białka, 56% tłuszczu, 34% węglowodanów), podczas gdy od drugiego do piątego dnia dostarczamy tylko 725 kcal (9% białka, 44% tłuszczu, 47% węglowodanów). Wszystkie posiłki są wegetariańskie, pozbawione glutenu oraz laktozy i choć w trakcie tej diety przyjmujemy pokarmy, to dla organizmu, który dostaje mało węglowodanów oraz mało białka, jest to stan przypominający całkowity post. Cykl trwa 5 dni w miesiącu, a pełne korzyści osiąga się po trzech miesiącach. 

Ta dieta może być świetnym rozwiązaniem dla osób, dla których całkowity post jest zbyt trudnym wyzwaniem oraz osób, które mają zdrowotne przeciwwskazania do stosowania całkowitego postu. Ale nie jest to tanie rozwiązanie. Na dzisiaj ProLon kosztuje 980 zł za jeden pięciodniowy cykl. 

Dieta ketogeniczna

Według niektórych publikacji, także dieta ketogeniczna może inicjować lub wzmacniać proces autofagii. Założeniem diety ketogenicznej jest zredukowanie spożycia węglowodanów do tak niskiego poziomu (ok. 50 gramów dziennie), żeby organizm nauczył się czerpać energię z tłuszczy. Wątroba przekształca kwasy tłuszczowe w ciała ketonowe, które mogą być wykorzystywane do utrzymania niezbędnych funkcji organizmu. Ten stan nazywa się ketozą. 

Niski poziom glukozy we krwi, spowodowany dietą ketogeniczną, organizm odczytuje jako głód, dlatego właśnie wskazuje się, że może ona uruchamiać procesy autofagii. Jednakże adaptacja do zmian metabolicznych wymaga wytrwania na diecie około trzydziestu dni, dlatego w niektórych poradnikach mówi się, że aby szybko wejść w ketozę, najlepiej po prostu zacząć od postu, który zwiększa liczbę ciał ketonowych aż 20-krotnie, a dopiero później rozpocząć dietę ketogeniczną. 

Nie można oczywiście utożsamiać ketozy z procesami autofagii, ponieważ ketoza jest szlakiem metabolicznym wytwarzającym energię, a autofagia to sposób na usuwanie uszkodzonych składników komórkowych i oczyszczanie organizmu.

Dieta niskobiałkowa (IFPC)

W celu wywołania autofagii poleca się również post białkowy, kiedy przyjmuje się poniżej 16 g białka przez jeden, dwa lub trzy dni w cyklu tygodniowym (tzw. IFPC czyli Intermittent Fasting Protein Cycling). Nasz organizm zużywa około 16 gramów białka do utrzymania podstawowych funkcji, dlatego kiedy spożywasz go mniej, wówczas uruchamia autofagię, aby braki nadrobić. Rozpoczyna oczyszczanie komórek ze zbędnych elementów, bakterii i wirusów i rozkłada je na aminokwasy, które następnie ponownie składa w białka. Dieta niskobiałkowa sprzyja również uwalnianiu glukagonu, który także inicjuje autofagię. 

Druga strona medalu

Której diecie zaufać?

Wszystkie diety na świecie mają dla mnie jedną cechę wspólną — w ogóle im nie ufam. Dlatego po krótkim przedstawieniu korzyści, jakie mogą nieść ze sobą, przyszła pora na gorzką pigułkę. 

Czy myszy to ludzie?

Jedno wiadomo na pewno – mechanizmy odpowiedzialne za uruchomienie i regulację procesów autofagii u ludzi są na dzisiaj słabo poznane. 

Tak, wiem, dr Ohsumi dostał Nagrodę Nobla za zidentyfikowanie mechanizmów sterujących autofagią, tylko że dr Ohsumi skupił się na rozkładzie białek… u drożdży. Jego odkrycia są efektem głodzenia komórek drożdży. Co prawda, wkrótce ustalono, że podobne mechanizmy zachodzą w komórkach ludzkich, ale “podobne” nie znaczy takie same, i w gruncie rzeczy mechanizmy te nie zostały do dzisiaj poznane. Co jest oczywiste, ponieważ głodzenie ludzi w celu przeprowadzenia badań jest wątpliwe etycznie. Dlatego większość pojawiających się w internecie wniosków dotyczących procesów autofagii, które może uruchamiać post, wynika z badań prowadzonych na myszach lub szczurach. 

Ale ludzie to nie są ani drożdże, ani myszy. Dlatego niemal w przypadku połowy badań na myszach, ich efekty nie potwierdzają się u ludzi. Są nawet tak drastyczne przypadki, jak lek na wirusowe zapalenie wątroby typu B, który został przetestowany na myszach, szczurach i małpach z pozytywnym skutkiem, a w przypadku ludzi aż u siedmiu rozwinęła się niewydolność wątroby, wskutek której pięć osób zmarło. Natomiast jeśli chodzi o autofagię, to jest niewiele badań, które przeprowadzono zarówno na myszach, jak i na ludziach, ale w jednym z nich wykazano, że dieta IF zwiększała autofagię u myszy, ale tylko w wątrobie, nie obejmując mięśni. Natomiast w przypadku ludzi na takiej samej diecie IF okazało się, że autofagia w mięśniach wręcz ulegała zmniejszeniu. Nie da się tak po prostu przełożyć na ludzi wniosków płynących z badań na myszach. 

Zresztą idealnie uzmysławia to Damian Parol — przeciętna mysz w warunkach laboratoryjnych żyje około 4 lat, a bez jedzenia może żyć dwa lub trzy dni, tymczasem człowiek średnio żyje około 65 lat, a bez jedzenia może przeżyć nawet miesiąc. Dla myszy czas biegnie więc ponad 16 razy szybciej, czyli jeden dzień postu u myszy to dla człowieka jak co najmniej 16 dni. Choćby dlatego wniosków płynących z badań nad myszami i występującą u nich autofagią po 16 czy po 24 godzinach postu nie można wprost przełożyć na człowieka. 

Kiedy to wszystko zaczyna działać?

I to jest główny problem. W przypadku ludzi granica poszczenia, po której autofagia jest uruchamiana, nie jest znana. Jednak mało która osoba proponująca post dla autooczyszczenia organizmu się do tego przyzna. Dlatego wszystkie źródła podają minimalny okres postu i prawie każdy z nich jest różny.

Według niektórych, proces autofagii zaczyna się po 12, według innych po 14 czy nawet po 16 godzinach, a znacznie później organizm przechodzi w stan ketozy. Według kolejnych źródeł, po 16 godzinach organizm przechodzi w stan ketozy, a autofagia zaczyna się dopiero po 24 godzinach. Jeszcze inne badania umiejscawiają “przełącznik” metaboliczny, kiedy organizm przerzuca się z energii z glukozy na energię z tłuszczy, na czas pomiędzy 12 a 36 godzin, informując, że autofagię można osiągnąć dopiero po 2 do 5 dni postu. A największe okienko, na jakie natrafiłam, to stwierdzenie, że autofagia zaczyna się po 16 – 72 godzin od ostatniego posiłku. Sam widzisz, że są to spore rozbieżności. Już nie wspominając o tym, że dotyczą myszy.

Skoro nie da się z całkowitą pewnością ustalić, kiedy zaczyna się autofagia, to w zasadzie twierdzenie, że dieta IF w systemie TRF 16/8, czyli osiem godzin jedzenia i szesnaście godzin postu, uruchamia czy wzmacnia procesy autofagii, jest nie do obronienia. Zresztą, nawet gdybyśmy byli pewni, że autofagia aktywuje się po 16 godzinach postu, wówczas system 16/8 i tak nie przyniesie żadnych korzyści, bo w momencie, kiedy autofagia powinna się zacząć, ty właśnie zaczynasz jeść. To może powinno się stosować system 20/4, czyli jedynie czterogodzinne okienko żywieniowe i aż dwadzieścia godzin postu? A może najwłaściwszym rozwiązaniem jest IF w systemie np. 5/2, gdzie pościmy przez dwa dni? 

Tylko, że nie jest wcale nigdzie bezspornie stwierdzone, że proces autofagii zawsze zaczyna się po 16 godzinach postu, bo może to być nawet 36 godzin, ba! nawet 72 godziny, a może i dłużej. Nie ma żadnych rozstrzygających badań na ludziach, które wskazywałyby optymalny okres postu w celu osiągnięcia autofagii. Więc jeśli w każdym tygodniu będziesz przez dwa dni szerokim łukiem omijał jedzenie, żeby włączyć autofagię, to może się okazać, że nic ci to nie da (poza głodem), bo nie zacznie się ani autofagia, ani nawet ketoza. 

Czyli co, wypadałoby się głodzić minimum cztery dni dla pewności? Nie bardzo. Nawet dietetycy są zgodni co do tego, że post może przynosić korzyści, ale jeśli zbyt długo przyjmujemy małą ilości kalorii lub wcale, korzyści są odwrócone. Jednak nikt nie jest w stanie powiedzieć, co to znaczy “za długo”. Jak wskazano w badaniu opublikowanym zaledwie dwa miesiące temu, w marcu 2022 r., “zdolność ostrego postu do wywoływania znacznego wzrostu autofagii jest wciąż nieznana”. Kropka.

Organizm to skomplikowany mechanizm

Bo nasz organizm to skomplikowany mechanizm i wie o tym każdy biegacz, który był w szczytowej formie, a mimo to zawalił zawody. Mówimy wtedy, że “coś” nie poszło i najczęściej nie wiemy, co to jest. Podobnie jest, jeśli chodzi o wszystkie inne procesy zachodzące w organizmie, które mimo licznych badań, wciąż stanowią dla nas zagadkę. 

Niedobory węglowodanów

Jeśli chodzi o autofagię, to teoretycznie uruchamia się ona w przypadku wyczerpania zapasów glukozy. Jednak trzeba sobie uświadomić, że organizm ludzki przez cały czas wykorzystuje glukozę do wytwarzania energii. Glukoza jest nam potrzebna zawsze, ponieważ czerwone krwinki, które przenoszą tlen w organizmie, nie mogą korzystać z energii pochodzącej z tłuszczu. Także mózg, nawet korzystając z ketonów, nadal potrzebuje co najmniej 33% swojej energii z glukozy. Z tego powodu cały czas potrzebujemy cukru we krwi, w przeciwnym razie wszystkie nasze funkcje metaboliczne zaczną działać nieprawidłowo. A jeśli poziom cukru nadal będzie spadać, centralny układ nerwowy zacznie się wyłączać, a ostatecznie czeka nas śmierć. To dlatego w toku ewolucji nasz organizm wytworzył aż cztery hormony podnoszące poziom cukru we krwi (glukagon, kortyzol, adrenalina, hormon wzrostu) i tylko jeden, który ten poziom obniża (insulina). 

W spoczynku, gdy poziom cukru we krwi spada, mózg wyczuwa spadek i sygnalizuje produkcję hormonów podnoszących jego poziom, organizm zaczyna również pobierać więcej energii z tłuszczu, a jednocześnie wytwarza ketony, które zaczynają zastępować glukozę w licznych szlakach metabolicznych. Taki jest w zasadzie model idealny. 

Problem polega na tym, że nie każdy produkuje ketony równie wydajnie. Osoby sprawne fizycznie i regularnie trenujące mogą znacznie łatwiej rozkładać zmagazynowany tłuszcz na wolne kwasy tłuszczowe, dzięki czemu wątroba ma dostęp do większej ilości tłuszczu, a to pozwala jej produkować więcej ketonów. Takie osoby mają wyższy poziom ketonów oraz lepszą zdolność do wykorzystywania ich jako źródła energii.

Jednak osoby z nadwagą, niewytrenowane lub mające inne problemy zdrowotne mogą zmagać się z dietą czy postem. Kiedy ciało opróżniło swoje zapasy glukozy, ale nie dotarło do punktu, w którym może efektywnie wykorzystywać tłuszcz jako paliwo, wówczas inicjuje reakcję głodową. Ciało zaczyna rozkładać mięśnie na energię z powodu postrzeganego stresu metabolicznego (oczywiście, w procesie autofagi). Gdy nie ma odpowiedniej podaży ketonów, poziom hormonów stresu ciągle wzrasta i wywołuje całą gamę negatywnych skutków ubocznych. Wówczas post przynosi tylko same szkody.

Ketony jako źródło energii

Doskonale można to przedstawić na przykładzie niektórych osób, które przechodzą na dietę ketogeniczną. Bardzo często zdarza się, że taka osoba szybko traci wagę, jednak odbywa się bez żadnego tłuszczu, a więc właśnie przy niewykształconych przez organizm mechanizmach korzystania z tłuszczy jako źródła energii. Zakładając, że mamy w organizmie ok. 600 g zapasowego glikogenu, a na każdy 1 g przypada 4 g wody,  to utrata 600 g glikogenu oznacza również utratę dodatkowo 2400 g wody, czyli szybko można stracić 3 kilogramy. Możemy również rozłożyć białko na energię, którego największym źródłem będą nasze mięśnie, a na każdy gram rozbitego białka mięśniowego tracimy również kolejne 4 gramy wody. Waga spada, tłuszcz stoi, ketonów nie ma, mięśnie znikają. 

Dlatego wiele osób na diecie ketogenicznej obawia się utraty masy mięśniowej (zresztą istnieją badania, które potwierdzą, że także w ketozie organizm żywi się białkiem z mięśni) i wówczas zmienia proporcje makroskładników w diecie, zwiększając ilość białka. Jednak na diecie ketogenicznej podaż białka nie jest wcale taka trudna, jeśli uświadomimy sobie, że większość polecanych produktów – kurczaki czy jajka – to przede wszystkim źródło białka. Tymczasem zwiększona podaż białka jest czynnikiem hamującym autofagię. Okazuje się więc, że dieta ketogeniczna polecana jako łatwy sposób na uruchomienie autofagii, nie jest taka oczywista. 

Poza tym wiele osób, które deklaruje stosowanie diety ketogenicznej, nie tylko przyjmuje za dużo białka, aby autofagia mogła się zacząć, ale także przyjmuje za dużo węglowodanów, aby w ogóle wejść w stan ketozy. Tak naprawdę grono osób w istocie ogranicza ilość węglowodanów, ale nie do ilości dozwolonych w diecie ketogenicznej, czyli ok. 50 g. Przeprowadzono nawet badania na osobach stosujących dietę ketogeniczną i po dwóch latach jedynie 14% z nich utrzymywało poziom ciał ketonowych określany jako ketoza, co oznacza, że większość z nich po prostu stosowała dietę niskowęglowodanową, a nie ketogeniczną, albo wręcz deklarowała stosowanie tej diety, ale de facto w ogóle jej nie przestrzegała. Tak, dokładnie tak jest – większość ludzi kłamie na temat swojego sposobu odżywiania, choć w wielu przypadkach robi to nieświadomie. 

Ketoza to głód

Z biologicznego punktu widzenia, produkcja ciał ketonowych to po prostu sposób radzenia sobie przez komórkę z nadmiarem tłuszczów. Kiedy we krwi pojawia się duża ilość wolnych kwasów tłuszczowych, część z nich jest pobierana bezpośrednio przez tkanki, jednak większość przez wątrobę, która wytwarza z nich ciała ketonowe. Proces ten zachodzi jednak nie tylko wtedy, gdy nie dostarczamy organizmowi węglowodanów, ale także wtedy, gdy mamy zbyt mało insuliny lub jej działanie jest zbyt słabe, jak w przypadku cukrzycy. Z tym, że w przypadku cukrzycy rośnie poziom cukru we krwi, ponieważ bez insuliny błona komórkowa jest szczelna i nie przepuszcza cząsteczek glukozy do wnętrza komórki, więc nie mogą one być wykorzystane do produkcji energii. W ketozie problemu z cukrem teoretycznie nie ma, ale mechanizm radzenia sobie przez organizm z energią przy niskiej insulinie jest podobny. Dla organizmu ketoza to stan bliski cukrzycy. 

Niedobory białka

Wskazuje się również, że ograniczenie białka do minimum uruchamia procesy autofagii i brzmi to jak łatwy sposób na autoczyszczenie naszego ciała. Jednak ograniczenie białka czy jego absolutnie minimalna podaż jest w gruncie rzeczy szkodliwa dla organizmu, o czym wiedzą wszyscy badacze, którzy analizowali wpływ niedoboru białka na całe populacje ludzi niedożywionych. Wypadanie włosów, wiotczenie skóry, utrata mięśni, niedoczynność tarczycy, nawracające infekcje. Białko jest absolutnie niezbędne dla naszego organizmu (zresztą jego angielska nazwa “proteins” pochodzi od greckiego słowa “proteios”, co oznacza “główny, podstawowy”). 

Białka odgrywają decydującą rolę niemal we wszystkich procesach biologicznych. Ich budulcem są aminokwasy, dzięki którym możliwa jest m.in. synteza neuroprzekaźników (m.in. serotoniny) i niektórych hormonów (np. adrenaliny). Bez jednoczesnej dostępności wszystkich aminokwasów nie zachodzi synteza białek, a pierwszą odpowiedzią organizmu jest katabolizm mający na celu utrzymanie integralności maszynerii białkowej komórek i tkanek. Powoduje to ogólne starzenie się wszystkich białek strukturalnych (kolagen, elastyna), jak również funkcjonalnych, np. enzymów, przeciwciał i w końcu utratę ich wydajności, jak również degradację masy mięśniowej. 

Czy istnieje dieta idealna?

Warto sobie uświadomić, że wszystkie wspomniane wyżej diety to restrykcyjne (bo wykluczające całe gamy produktów) sposoby odżywiania i nie mogą być długotrwale stosowane. 

Może dlatego są one dowolnie modyfikowane i to w takim stopniu, że przestają przypominać pierwotny zamysł. Tak naprawdę jesz, co chcesz, jak chcesz i kiedy chcesz i na pewno dopasuje się to do jakiegoś schematu. Jest na przykład dieta IF pod nazwą Glow15, która pozwala opychać się węglami na noc, pić wino i jeść czekoladę. Jest również dieta ketogeniczna zwana cykliczną, która pozwala na dowolny carboloading przez dwa dni w tygodniu. De facto, w jednym z artykułów odnalazłam aż dziesięć odmian diety ketogenicznej,  w tym nawet “lazy keto”, kiedy nie trzeba nic liczyć, a wystarczy “ograniczyć” węglowodany. Tym sposobem niemal każdy może o sobie powiedzieć, że jest na takiej czy innej diecie IF czy ketogenicznej, ale czy rzeczywiście jest i czy wówczas aktywuje autofagię? 

Pewnie nie. W ogóle stosowanie restrykcyjnych diet doraźnie, jako sposobu na uruchomienie procesu samooczyszczania organizmu, nie znajduje naukowego potwierdzenia. Tak naprawdę nie można stwierdzić, jak twój organizm zareaguje na post i czy rzeczywiście po 16 godzinach od ostatniego posiłku zacznie się u ciebie proces autofagii (który cudownie ominie mięśnie), czy raczej utrata węglowodanów i powiązanej z nimi wody, które po zakończonym poście odzyskasz błyskawicznie, a nawet zgromadzisz w nadmiarze. 

Sterowanie autofagią

Organizm ludzki nie posiada prostych włączników i wyłączników procesów, które nam się podobają lub nie podobają. 

Czy można ją po prostu włączyć? 

W gruncie rzeczy są to przecież skomplikowane procesy biologiczne zachodzące w naszym organizmie, na które wpływ ma multum czynników (nawet płeć). Jeśli chcesz się o tym przekonać, oto wycinek z jednego badania: “stwierdziliśmy, że tworzenie autofagosomów nie jest indukowane przez nadekspresję GFP-LC3 u karmionych myszy; dlatego indukcja LC3 per se nie jest wystarczająca do wywołania autofagii […] Fakt, że tworzenie autofagosomów nie jest całkowicie zniesione przez Bnip3 RNAi, może wynikać z obecności Bnip3l. Bnip3 jest białkiem związanym wyłącznie z Bcl-2 BH3, które jest indukowane przez niedotlenienie” albo “aktywacja AMPK promuje hamowanie mTOR, prowadząc do odhamowania Unc-51 kinazy 1 (ULK1), która jest również fosforylowana i aktywowana przez AMPK; kompleks ULK1 indukuje aktywację kompleksu kinazy 3-fosfatydyloinozytolu (PI3K), której kulminacją jest zwiększona ekspresja białek związanych z autofagią (Atgs)”. 

Wydaje się naiwnością zwykłe stwierdzenie, że ograniczenie węglowodanów i białka uruchamia autofagię równo po 16 godzinach od ostatniego posiłku. 

Zresztą, autofagia zachodząca w organizmie na co dzień jest procesem selektywnym, co oznacza, że tylko wstępnie wybrane składniki komórkowe ulegają degradacji, natomiast autofagia wywołana postem lub stresem metabolicznym jest nieselektywna, przynajmniej w pierwszym etapie. Nie jest więc do końca jasne, w jakich komórkach zajdzie i w jakim stopniu. 

Czy to może być groźne?

Dowodzą tego badania nad wykorzystaniem autofagii jako sposobu leczenia niektórych chorób. W przypadku części bakterii autofagia to idealny sposób na ich pozbywanie się z organizmu, ale u innych jest ona sposobem na replikację i rozprzestrzenianie w organizmie gospodarza. Podobne efekty obserwuje się również w przypadku wirusów, w takim przypadku proces autofagii zwiększa infekcję i jest szkodliwy dla organizmu. Z kolei indukcja autofagii w leukocytach może poprawić przeżycie komórek i sprzyjać zapaleniu. Na dzisiaj nie wiemy, w jaki sposób autofagia wpływa na proces zakaźny, aby nią odpowiednio manipulować. 

Podobnie jest z komórkami nowotworowymi, czasami to właśnie autofagia umożliwia ich przeżycie i chroni je przed chemioterapią. Autofagia może mieć działanie ochronne w chorobach neurodegeneracyjnych, takich jak choroba Alzheimera i Parkinsona, rozkładając szkodliwe białka gromadzące się w mózgu, ale może również ułatwiać wytwarzanie pewnych białek wewnątrz komórki nerwowej, co może prowadzić do jej degeneracji.

Podstawową rolą autofagii jest ochrona komórek w stresujących warunkach, niemniej jednak jeśli autofagia jest nadmiernie indukowana, może powodować zmiany patologiczne, w tym śmierć komórek w warunkach przedłużającego się stresu metabolicznego. Nadmierna autofagia w mięśniach przyczynia się do ich zaniku. Dodatkowo, elementy które wzmacniają procesy autofagii, mogą powodować skutki uboczne, np. hamować wzrost komórek i utrudniać naprawę tkanek. W naszym organizmie istnieje delikatna równowaga między działaniem i niedziałaniem procesu autofagii, jednak możliwości jego kontrolowania jeszcze nie zostały odkryte.

Co mam robić?

Jeśli szukasz diety, która w cudowny sposób pozwoli organizmowi się wyleczyć, oczyścić i odmłodzić, włączając autofagię jak zwykły program w pralce, to nauka nie daje żadnych odpowiedzi. Ale jest jeden sposób, który na pewno wywołuje autofagię i nie polega on na ograniczeniu jedzenia. Ten sposób to aktywność fizyczna.

Aktywność fizyczna

Adaptacja mięśni do wysiłku w gruncie rzeczy odbywa się właśnie dzięki autofagii. To właśnie wskutek nasilenia tego procesu naprawiane są liczne mikrouszkodzenia mięśni, które powstają podczas ćwiczeń. Jednak nie dotyczy to tylko mięśni, albowiem intensywny trening błyskawicznie wyczerpuje zapasy glukozy w organizmie. Podczas gdy inni muszą na to czekać, wytrzymując nawet cały dzień bez jedzenia, my załatwiamy wszystko jednym treningiem. Szósta rano, dziesięć interwałów, glikogen wyczerpany. Jeśli rzeczywiście wówczas uruchamiają się procesy autofagii, to w istocie nie potrzebujemy żadnej diety. Dlatego zdaniem naukowców, regularne ćwiczenia to najlepszy i najpopularniejszy sposób, w jaki ludzie nieumyślnie pomagają swojemu ciału w samooczyszczeniu. 

Czy potrzebna jest dodatkowo niskowęglowodanowa, niskobiałkowa dieta lub całkowity post? W przypadku myszy połączenie postu i ćwiczeń fizycznych skutkowało o wiele lepszą autofagią, niż stosowanie tylko jednego elementu. Ale już wiemy, że nie jesteśmy myszami, i wniosek ten rzeczywiście nie znalazł potwierdzenia u ludzi.  W jednym z badań, dobrze wytrenowani sportowcy wykonywali intensywne ćwiczenia oraz ćwiczenia o niskiej intensywności, zarówno po jedzeniu, jak i na czczo. Okazało się, że najskuteczniejszą metodą na wywołanie autofagii w mięśniach były intensywne ćwiczenia, które okazały się o wiele skuteczniejsze niż sam post. A rozmiary obserwowanej autofagii były całkowicie niezależne od diety.

Wyłącz obżarstwo, a włączysz autofagię

Zastanawiając się nad ilością makroskładników w diecie, odejmowaniem węgli czy białka, w jakich ilościach je przyjmować i kiedy, czy pościć przez trzy dni lub codziennie przez 16 godzin, a weekendy przez 20 godzin, umyka nam sprzed oczu chyba to, co najważniejsze. Sam początek artykułu. Autofagia występuje przy prawidłowym poziomie składników odżywczych. Tylko, kiedy obżeramy się pizzami i ciastkami, codziennie ładujemy odżywki białkowe i ogólnie przesadzamy z ilością kalorii, spada wydajność procesu autofagi. Wobec tego może wystarczy po prostu przestać się przejadać? 

Być może kiedyś, w przyszłości, będziemy mogli zaprogramować nasz organizm w taki sposób, aby się oczyszczał i odmładzał na zawołanie. Ale dzisiaj najlepszym sposobem na długie i zdrowie życie jest, niezawodnie, zbilansowana dieta i aktywność fizyczna. 

Źródła:

https://treningbiegacza.pl/artykul/glodowka-lecznicza-okiem-dietetyka

https://ozdrowiezadbaj.pl/odchudzanie-i-silownia/odchudzanie/autofagia-leczenie-glodem/

https://www.solvelabs.eu/blog/25_post-glodowki-okna-zywieniowe-autofagia-sposob-na-odnowe-biologiczna.html

https://go.decathlon.pl/blog/autofagia-czyli-samoleczenie-organizmu

https://www.fabrykasily.pl/porady-trenerow/moc-glodowki-czy-warto-sie-glodzic

https://wirtualnaklinika.pl/anti-aging/co-sie-dzieje-organizmem-czasie-glodowki/

https://naukawpolsce.pl/aktualnosci/news%2C411406%2Cnobel-za-odkrycie-komorkowego-serwisu-sprzatajacego.html

https://kosmos.ptpk.org/index.php/Kosmos/article/view/1670/1648

https://zgruntufit.pl/autofagia/

https://karolwyszomirski.pl/blog/8-powodow-dla-ktorych-dieta-intermittent-fasting-post-okresowy-skutecznie-odchudza/

https://www.intelligentlabs.org/intermittent-fasting-weight-loss-guide/

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC5783752/

https://www.damianparol.com/keto-odchudzanie/

https://www.amandean.com/blogs/news/are-autophagy-and-ketosis-the-same-thing

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3106288/

https://ktociewyleczy.pl/wiedza/leczenie/terapie-naturalne/10170-autofagia-czyli-jak-oczyscic-organizm

https://massmedica.com/prolon/

https://portlandpress.com/bioscirep/article/35/5/e00263/56269/Effect-of-a-low-protein-diet-supplemented-with

https://www.cell.com/cell-metabolism/fulltext/S1550-4131(07)00336-1

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC6036773/

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC7868042/

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1111/liv.14596

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4196727/

https://www.harpersbazaar.com/beauty/diet-fitness/a15895633/reverse-aging-diet/

https://www.harpersbazaar.com/beauty/diet-fitness/a15895633/reverse-aging-diet/

https://www.medicinenet.com/how_long_do_you_need_to_fast_for_autophagy/article.htm

https://www.mentalfoodchain.com/induce-autophagy/

https://faseb.onlinelibrary.wiley.com/doi/epdf/10.1096/fj.14-267187

https://academic.oup.com/nutritionreviews/article-abstract/80/3/439/6433113?login=false

https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0899900722000740

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/apha.13518

https://www.damianparol.com/intermittent-dieting/

https://theconversation.com/whats-autophagy-its-the-ultimate-detox-that-doesnt-yet-live-up-to-the-hype-172236

https://theconversation.com/of-mice-and-men-why-animal-trial-results-dont-always-translate-to-humans-73354