Die wissenschaftlichen Grundlagen der Autophagie jenseits populärer Fastendiäten
Intermittierendes Fasten ist eine beliebte Diät, die Millionen von Menschen begeistert. Ob 16:8, 5:2 oder einfach nur Fasten an Werktagen – sowohl normale Menschen als auch Prominente überfluteten die sozialen Medien mit ihren Erfolgsgeschichten.
Aber haben Sie sich schon einmal gefragt, was in Ihrem Körper passiert, wenn Sie Intervallfasten betreiben? Kennen Sie die Wissenschaft hinter Autophagie und Fasten? Scrollen Sie nach unten, um mehr über Autophagie und Intervallfasten zu erfahren.
Was ist Autophagie?
Autophagie setzt sich aus den Wörtern „auto“ und „phagy“ zusammen. „Auto“ bedeutet selbst, „phagy“ bedeutet essen. Zusammengefasst bedeutet Autophagie wörtlich „selbstfressend . Es ist eine Form der Selbstkannibalisierung, aber NICHT im schlechten Sinne.
Autophagie ist die natürliche Methode des Körpers, abgestorbene, beschädigte Zellorganellen und andere Bestandteile auszuscheiden. Der gesamte Reinigungsprozess hilft dem Körper, neue und gesunde Zellen zu regenerieren.
Wie wird Autophagie ausgesprochen?
Es wird aa·taa·fuh·jee ausgesprochen.
Warum sind Fastenkuren heutzutage so beliebt?
Hier sind einige der häufigsten Gründe, warum Menschen Fastenkuren machen:
1) Fasten kann zu Gewichtsverlust führen
Viele Menschen entscheiden sich für Fasten, um Gewicht zu verlieren. Studien haben gezeigt, dass Probanden während der drei- bis sechsmonatigen Fastenzeit durchschnittlich zwischen 2,5 % und 9,9 % ihres Körpergewichts verlieren (1, 2). Dieser Gewichtsverlust resultiert aus Fettmasse, nicht aus Muskelmasse.
2) Fasten kann helfen, den Glukose- und Insulinspiegel zu regulieren
Intermittierendes Fasten kann außerdem den Nüchternblutzucker- und Insulinspiegel bei Diabetikern, übergewichtigen und nicht übergewichtigen Personen senken (3, 4).
Darüber hinaus ergab eine Studie an jungen übergewichtigen Frauen einen Rückgang des Gesamtcholesterins, des LDL-Cholesterins, der Triglyceride und des Blutdrucks. Auch der Entzündungsmarker C-reaktives Protein und das Hormon Leptin, dessen Spiegel bei Fettleibigkeit normalerweise ansteigen, wurden reduziert.
Nebenbei bemerkt können unsere Berberin– und Ultra Pure Omega-3-Ergänzungsmittel auch dazu beitragen, den Glukosespiegel und die Insulinempfindlichkeit zu verbessern.
3) Fasten kann bei der Testosteronregulierung helfen
Sie stellten auch einen Anstieg des SHBG (Sexualhormon-bindendes Globulin) fest, der dazu beiträgt, die Wirkung von Testosteron zu reduzieren. Wenn der Testosteronspiegel bei Frauen jedoch zu hoch ansteigt, kann dies zu unerwünschten Nebenwirkungen führen (5)..
4) Intermittierendes Fasten kann sogar Anti-Aging-Effekte haben
Die meisten Studien zum Thema Intervallfasten und Altern werden an Tieren durchgeführt. Der Grund ist einfach: Es ist sehr schwierig, diese Studien an Menschen durchzuführen. Man kann Menschen nicht ein Leben lang begleiten, zumindest nicht, wenn man gleichzeitig sicherstellt, dass sie das Intervallfasten-Protokoll einhalten.
Die Stimulation von AMPK und Sirtuinen während des intermittierenden Fastens wird jedoch stark mit einer erhöhten Lebenserwartung bei Tieren in Verbindung gebracht. AMPK ist ein spezielles Enzym, das ständig den Energiehaushalt überwacht. Sirtuine hingegen sind eine Proteinfamilie, die die Autophagie direkt stimuliert.
Studien haben gezeigt, dass intermittierendes Fasten die Lebenserwartung von Mäusen und Affen erhöht und die Wahrscheinlichkeit altersbedingter Krankheiten verringert (6). Eine Studie an Mäusen ergab außerdem, dass die fastenden Mäuse auch den mit dem normalen Alterungsprozess einhergehenden Muskelschwund vermieden (7).
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5) Fasten kann bei der Energieproduktion helfen
Durch das Fasten steigt auch der NAD+-Spiegel, die oxidierte Form von NADH, einer aktiven Form von Vitamin B3 (lebenswichtig für die Energieproduktion).
Die Energieproduktion in den Mitochondrien führt dazu, dass mehr NADH zu NAD+ wird. Dieser Anstieg des NAD+-zu-NADH-Verhältnisses stimuliert die Produktion der Sirtuine. Die Sirtuinproduktion kann sowohl die DNA-Reparatur unterstützen als auch die Lebensdauer verlängern (8).
Wie hilft Ketose bei der Autophagie?
Intermittierendes Fasten führt außerdem zu einem Abbau von Fettgewebe, wodurch die Menge an freien Fettsäuren, die in die Leber gelangen, steigt. Dies erhöht die Menge an produzierten Ketonen (9).
Ketone sind fettbasierte Moleküle, die sehr effizient Energie produzieren können. Die Verbrennung von Ketonen zur Energiegewinnung führt zu weniger freien Radikalen und reduziert Entzündungen.
Ketone stimulieren auch die Produktion von BDNF (vom Gehirn stammender neurotropher Faktor).
BDNF ist ein Wachstumshormon für das Gehirn und stimuliert das Wachstum neuer Gehirnzellen (Neuronen). Es fördert auch die Bildung neuer Synapsen, also Verbindungen zwischen den Neuronen. Je mehr Verbindungen oder Synapsen wir haben, desto mehr können wir lernen und verstehen.
Der Zyklus von „Überfluss und Mangel“ und warum wir ein Gleichgewicht zwischen diesen beiden Modi brauchen
In der Antike durchliefen die Menschen regelmäßig den Zyklus von Überfluss und Mangel. Mal gab es reichlich Nahrung, mal war sie knapp. Heute jedoch, zumindest für die meisten Menschen in den Industrieländern, stehen Kalorien jederzeit im Überfluss zur Verfügung. Viele von uns durchlaufen daher nicht mehr den Zyklus von Überfluss und Mangel wie unsere Vorfahren. Stattdessen stecken wir ständig im „Überflussmodus“ fest.
Das Problem dabei ist, dass sich unser Körper so entwickelt hat, dass er sowohl Überfluss als auch Mangel durchmachen kann.
Wenn wir ausreichend Nahrung haben (Festmahl), können die Körperzellen wachsen und sich vermehren. Bei Nahrungsmangel (Hunger) kann der Körper jedoch einen Stoffwechselschalter umlegen (9). Dies hilft dem Körper, sich auf die Stärkung der Zellreaktion auf Stress zu konzentrieren.
In Zeiten der „Hunger“ kommt es zur Autophagie. Die Zellen bauen alte und defekte Zellbestandteile ab, erneuern und regenerieren sie und steigern die Produktion von Substanzen wie Antioxidantien. Der Körper nutzt die abgebauten Bestandteile dann zur Produktion neuer Zellbestandteile oder Energie.
Idealerweise sollte ein Gleichgewicht zwischen Überfluss und Mangel herrschen. Hier ist der Grund:
Zu viel Fressen kann zu Schäden an Proteinen und anderen Zellbestandteilen führen, was dazu führt, dass die Zellen ihre Aufgaben nicht mehr richtig erfüllen. Da Zellen den gesamten Körper, einschließlich unserer Organe, bilden, beginnt schließlich auch alles andere zu versagen.
Auch zu viel Hunger kann ein Problem darstellen, da wir zu viel Zeit mit dem Abbau unserer Zellen zur Reparatur verbringen und keine Energie bereitstellen.
Wir brauchen ein Gleichgewicht zwischen beiden Funktionen. Intermittierendes Fasten ermöglicht uns dies, da wir Hungerperioden nachahmen und diese problemlos mit einem Festmahl kombinieren können.
Ausgleich von „Überfluss und Mangel“ mit mTOR und Autophagie
Das Gleichgewicht zwischen Überfluss und Mangel wird durch zwei gegensätzliche Zellprozesse bestimmt, die in unserem Körper gleichzeitig ablaufen: mTOR und Autophagie.
mTOR ist ein körpereigenes Enzym. Die Stimulation von mTOR führt zu schnellerem Zellwachstum und Proteinproduktion. Bodybuilder und andere Kraftsportler versuchen, mTOR so stark wie möglich zu stimulieren, um schnellere Muskelzuwächse zu erzielen!
Autophagie ist das Gegenteil von mTOR. Wie Sie oben erfahren haben, baut sie alte und beschädigte Zellen ab.
Da die beiden Prozesse gegensätzlich sind, ist die Autophagie bei Stimulation von mTOR entsprechend niedrig. Ebenso ist bei Stimulation der Autophagie auch die mTOR-Konzentration niedrig.
Lassen Sie uns tiefer in die Wissenschaft eintauchen – wie funktioniert Autophagie genau?
Um zu verstehen, wie das Ganze funktioniert, sehen Sie sich bitte das Bild unten an:
Stufe 1: Membranbildung
Bei der Autophagie bilden Zellen spezielle Strukturen, sogenannte Phagophoren. Phagophoren sind Membranen, die langsam wachsen und eine kugelförmige, von einer Membran umhüllte Form bilden.
Die Membran besteht aus einer sogenannten Lipiddoppelschicht. Lipide sind fettbasierte Moleküle. Lipiddoppelschichten umgeben alle Organellen unserer Zellen und damit auch alle unsere Zellen – alle 20 Milliarden!
Zellorganellen erfüllen in unseren Zellen unterschiedliche Funktionen. Man kann sie mit verschiedenen Organen in unserem Körper vergleichen.
Stufe 2: Phagophorenbildung
Während sich der Ball oder Phagophor vollständig bildet, bewegt er sich in der Zelle und sammelt alle Proteine und Organellen mit einer speziellen Markierung ein. Diese spezielle Markierung, Ubiquitin genannt, teilt dem Phagophor mit, welche Bestandteile abgebaut werden müssen.
Stufe 3: Die Phagophorenbildung ist abgeschlossen
Die Membranen bilden sich dann vollständig um die Proteine und Organellen. Wenn dies geschieht, ändert sich der Name der Struktur von Phagophor zu Autophagosom.
Stadium 4: Autophagosom
Dieses Autophagosom bewegt sich dann auf ein Lysosom zu und verschmilzt mit ihm. Ein Lysosom ist ein Organell, das man sich als Magen der Zelle vorstellen kann. Obwohl das nicht ganz stimmt, da eine Zelle viele Lysosomen enthält!
Stadium 5: Autolysom
Wie in unserem Magen ist der Inhalt der Lysosomen sauer und enthält Verdauungsenzyme, die die Proteine und Organellen abbauen.
Nach der Zerlegung in einzelne Aminosäuren werden diese Bestandteile zum Aufbau neuer Proteine, Organellen und sogar neuer Zellen wiederverwendet. Oder sie können durch einen Prozess namens Gluconeogenese bei der Energieproduktion in der Leber helfen.
Das mTOR-Enzym stimuliert die für die neuen Zellen und Proteine verwendeten Aminosäuren.
Daher schließt sich der Zyklus von „Überfluss und Mangel“, wenn der Körper zwischen Autophagie und mTOR wechselt!
Autophagie in den Mitochondrien
Es gibt auch eine spezielle Art der Autophagie, die sich mit Mitochondrien beschäftigt. Dies geschieht durch den selektiven Abbau der Mitochondrien durch einen Prozess namens Mitophagie.
Mitochondrien, auch Organellen genannt, sind die Motoren unserer Zellen und produzieren unsere Energie. In jeder unserer Zellen befinden sich große Mengen davon, 2000 oder mehr.
Da wir Sauerstoff zur Energiegewinnung nutzen und Sauerstoff oxidativen Stress erzeugt, sind unsere Mitochondrien ständig mit freien Radikalen konfrontiert. Das bedeutet, dass sie sehr anfällig für Schäden sind. Der Abbau und die Reparatur beschädigter Mitochondrien ist ein kritischer Prozess der Mitophagie.
Lohnt es sich also, die Autophagie durch intermittierendes Fasten anzuregen?
Intermittierendes Fasten kann einige sehr positive gesundheitliche Vorteile haben:
- Es kann die Autophagie stimulieren.
- Es ist mit einer erhöhten Lebensdauer verbunden.
- Außerdem kann es die Produktion neuer Mitochondrien stimulieren.
- Es kann Entzündungen reduzieren und die Herz-Kreislauf-Gesundheit verbessern.
- Es hilft Menschen beim Abnehmen.
- Und es kann dazu beitragen, einen hohen Testosteronspiegel bei Frauen zu senken.
Obwohl es einige hervorragende Vorteile gibt, habe ich ein potenzielles Problem des Fastens noch nicht erwähnt. Und zwar müssen wir sicherstellen, dass wir wirklich fasten und nicht einfach hungern.
Wenn das Fasten richtig durchgeführt wird, sollte es keine schlimmen Nebenwirkungen wie Schwindel, Schwäche, Reizbarkeit oder andere sehr negative Auswirkungen haben.
Es ist in Ordnung, ein bisschen Hunger zu haben. Wenn Sie sich jedoch schlecht fühlen oder denken, dass Sie nicht bis zu Ihrer Essenszeit warten können, haben Sie eine Hungerreaktion ausgelöst.
Die Hungerreaktion tritt ein, wenn wir nicht genügend Ketone produzieren, um unser Gehirn mit Energie zu versorgen. Weil uns beim Essen nicht genügend Energie zugeführt wird, nimmt unser Gehirn einen gefährlichen Nahrungsmangel wahr. Es setzt dann alles daran, uns dazu zu bringen, mit unseren Aktivitäten aufzuhören und Energie zu sparen, indem es uns ein schlechtes Gefühl gibt.
Ich habe eine ausführliche Anleitung dazu geschrieben, wie Sie den Hungeranfall vermeiden können. Lesen Sie diese also bitte, bevor Sie entscheiden, ob das etwas für Sie ist.
Mit den richtigen Informationen und dem Verständnis, wie intermittierendes Fasten funktioniert, sollten die meisten es ausprobieren und alle potenziellen Vorteile für ihre Gesundheit spüren!
Referenzen
(1) Fasten an jedem zweiten Tag bei nicht adipösen Personen: Auswirkungen auf Körpergewicht, Körperzusammensetzung und Energiestoffwechsel, Leonie K Heilbronn, Steven R Smith, Corby K Martin, Stephen D Anton, Eric Ravussin, Am J Clin Nutr . 2005 Jan;81(1):69-73.
(2) Intermittierende Energiebeschränkung verbessert die Effizienz der Gewichtsabnahme bei übergewichtigen Männern: die MATADOR-Studie, N M Byrne, A Sainsbury, N A King, A P Hills, R E Wood, Int J Obes (Lond) . 2018 Feb;42(2):129-138.
(3) Auswirkungen der Kalorienbeschränkung auf die SIRT1-Expression und Apoptose von Beta-Inselzellen bei Ratten mit Typ-2-Diabetes, Xiangqun Deng, Jinluo Cheng, Yunping Zhang, Ningxu Li, Lulu Chen, Acta Diabetol . 2010 Dez;47 Suppl 1:177-85.
(4) Ist das Fasten im Ramadan für Patienten mit Typ-2-Diabetes unbedenklich, da es keine signifikanten Auswirkungen auf klinische und biochemische Parameter, Blutdruck und Blutzuckerkontrolle hat? M. M’guil, M.A. Ragala, L. El Guessabi, S. Fellat, A. Chraibi, L. Chebraoui, Clinical and Experimental Hypertension, Band 30, 2008 – Ausgabe 5
(5) Die Auswirkungen einer intermittierenden oder kontinuierlichen Energiebeschränkung auf Gewichtsverlust und Risikomarker für Stoffwechselerkrankungen: eine randomisierte Studie an jungen übergewichtigen Frauen, M N Harvie, M Pegington… Int J Obes (Lond) . 2011 Mai;35(5):714-27.
(6) Positive Auswirkungen von intermittierendem Fasten und Kalorienbeschränkung auf das Herz-Kreislauf- und zerebrovaskuläre System, Mark P Mattson, Ruiqian Wan, J Nutr Biochem . 2005 Mar;16(3):129-37.
(7) Verhaltensänderungen sind ein wichtiger Faktor für die Verringerung der Sarkopenie bei alternden Mäusen mit Kalorienbeschränkung, Klaske van Norren, Fenni Rusli… J Cachexia Sarcopenia Muscle. 2015 Sep; 6(3): 253–268.
(8) Fortgeschrittene Glykationsendprodukte in Lebensmitteln und ein praktischer Leitfaden zu ihrer Reduzierung in der Ernährung, JAIME URIBARRI, MD, SANDRA WOODRUFF, RD, SUSAN GOODMAN, RD, WEIJING CAI, MD, XUE CHEN, MD, RENATA PYZIK, MA, MS, ANGIE YONG, MPH, GARY E. STRIKER, MD, und HELEN VLASSARA, MD, J Am Diet Assoc. Autorenmanuskript; verfügbar in PMC 2013 Jul 8.
(9) Den Stoffwechselschalter umlegen: Die gesundheitlichen Vorteile des Fastens verstehen und anwenden, Stephen D. Anton, Keelin Moehl… Fettleibigkeit (Silver Spring). Manuskript des Autors; verfügbar in PMC 2018 Apr 30.
