Zusammengefasst: Autophagie ist ein zellulärer Selbstreinigungsprozess, bei dem beschädigte oder überflüssige Bestandteile innerhalb einer Zelle abgebaut und recycelt werden. Dieses interne Recyclingsystem ermöglicht es der Zelle, aus nicht mehr funktionsfähigen Komponenten wie fehlgefalteten Proteinen oder defekten Zellbestandteilen wiederverwertbare Materialien zurückzugewinnen. Dies trägt zur Aufrechterhaltung der Zellgesundheit und -funktionalität bei. Während der Autophagie werden die zu entsorgenden Zellbestandteile in einem Autophagosom, einem speziellen Beutel innerhalb der Zelle, eingeschlossen und zu den Lysosomen transportiert. In den Lysosomen werden diese Bestandteile durch Enzyme abgebaut und in nutzbare chemische Bestandteile zerlegt, die für die Zellregeneration und Energiegewinnung verwendet werden. Autophagie ist somit ein wesentlicher Prozess zur Qualitätserhaltung und Regeneration der Zellen.
Was ist Autophagie?
Autophagie, von den griechischen Wörtern "auto" (selbst) und "phagein" (verdauen), bezeichnet einen zellulären Selbstreinigungsprozess. Während dieses Prozesses identifiziert und zerlegt die Zelle beschädigte oder überflüssige Bestandteile wie fehlgefaltete Proteine, geschädigte Zellorganellen oder Pathogene. Diese werden dann in ihre Grundbausteine zerlegt, die anschließend für neue Zellbestandteile oder Energie wiederverwendet werden.
Geschichte der Autophagie
Die Autophagie wurde erstmals 1962 von Keith R. Porter und seinem Studenten Thomas Ashford beschrieben. Der Abbau und die Wiederverwendung zellulärer Bestandteile im Lysosom wurde 1963 beschrieben, und die Bezeichnung "Autophagie" wurde im selben Jahr von Christian de Duve geprägt. Yoshinori Ōsumi erhielt 2016 den Nobelpreis für Physiologie oder Medizin für seine Entdeckungen auf diesem Gebiet.
Funktionsweise und Aktivierung der Autophagie
Dein Körper hat ein effizientes internes Recyclingsystem. Beschädigte oder defekte Bausteine, wie fehlgefaltete Proteine oder Zellbestandteile, werden gezielt abgebaut und recycelt. In den Zellen werden diese unbrauchbaren Teile in einem speziellen Beutel, dem Autophagosom, eingeschlossen und zu den Lysosomen transportiert. Diese Bläschen, gefüllt mit Abbauenzymen, zersetzen den Zellmüll in wiederverwendbare chemische Bestandteile, die für die Herstellung neuer Zellbestandteile oder als Energiequelle genutzt werden.
Autophagie wird durch verschiedene Stressfaktoren wie Nährstoffmangel, Sauerstoffmangel oder Infektionen aktiviert. Der Prozess dient dazu, das Überleben der Zelle unter ungünstigen Bedingungen zu sichern und gleichzeitig die Homöostase, also das Gleichgewicht der Zelle, aufrechtzuerhalten. Neben natürlichen Stressfaktoren kann Autophagie auch durch gezielte Maßnahmen wie Fasten, kalorienreduzierte Ernährung, regelmäßige körperliche Aktivität oder die Einnahme bestimmter Substanzen wie Spermidin oder Sorafenib gefördert werden. Diese Maßnahmen stimulieren die Autophagie und können so zu einer verbesserten Zellfunktion und -gesundheit beitragen.
Autophagie durch Fasten oder Sport
Intervallfasten, wie die 16/8 Methode oder die Warrior-Diät, kann Autophagie fördern. Ein niedriger Insulinspiegel während des Fastens signalisiert dem Körper, auf interne Energiequellen zurückzugreifen, was den Abbau von Glukosespeichern, Fettzellen und schadhaften Zellstrukturen einleitet und so die Autophagie anregt. Die genaue Dauer, ab wann Autophagie einsetzt, ist jedoch individuell unterschiedlich und wissenschaftlich noch nicht vollständig erforscht.
Körperliche Aktivität, insbesondere Ausdauertraining, kann Autophagie stimulieren. Eine Studie mit Mäusen zeigte, dass die Gruppe, die regelmäßig trainierte, bessere Blutwerte und eine erhöhte Autophagieaktivität aufwies als die inaktive Gruppe.
Autophagie und Longevity
Eine gesteigerte Autophagieaktivität wird mit einer längeren Lebensspanne und einem gesünderen Altern in Verbindung gebracht. Sie hilft, den Alterungsprozess zu verlangsamen, indem sie die Akkumulation von zellschädigenden Substanzen verhindert und dadurch das Risiko für altersbedingte Krankheiten reduziert.
Typen der Autophagie
Es gibt verschiedene Formen der Autophagie: Makroautophagie, bei der große Zellbestandteile abgebaut werden, Mikroautophagie, bei der einzelne Moleküle oder kleine Zellbestandteile direkt vom Lysosom aufgenommen werden, und chaperon-vermittelte Autophagie, bei der spezifische Proteine durch Chaperone (Helferproteine) in das Lysosom transportiert werden.
Was beeinflusst Autophagie?
Einige Substanzen, wie Hydroxychloroquin und andere Chloroquinderivate, können die Autophagie hemmen. Es ist wichtig, Autophagie im Gleichgewicht zu halten, da sowohl eine Über- als auch eine Unteraktivierung gesundheitliche Risiken bergen kann.
