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Autophagie

Autophagie

Was ist Autophagie?

Einer der bedeutendsten Prozesse im menschlichen Körper ist die sogenannte Autophagie. Die wenigsten Menschen wissen allerdings worum es sich bei diesem Prozess handelt. Sogar in wissenschaftlichen Büchern, die von Gesundheit oder Ernährung handelt, findet sich kaum etwas zum Thema Autophagie bzw. Autophagozytose. So werden diese Synonyme aus dem griechischen abgeleitet. Demnach steht das Wort „Auto“ für „selbst“ und das Wort „phagein“ für „fressen“. Somit geht es hier um den Selbstkanibalismus des menschlichen Körpers bzw. der Körperzellen.

Unsere Zellen sind in der Lage Recycling zu betreiben

Zellen sind fähig Recycling zu betreiben. So werden bei diesem Prozess einzelne beschädigte Bausteine der Zellen abgebaut. Anschließend kommt es zu einer Zerlegung, sowie zu einer Wiederverwertung oder aber diese werden als Brennstoff genutzt. Ganz ähnlich, wie Energie aus den Fettdepots gewonnen wird, wenn sich der menschliche Körper in einem Kaloriendefizit befindet, funktioniert dies auch auf zellulärer Ebene. Kleine Zellbestandteile, die nicht lebenswichtig sind, werden demnach bei Knappheit an Energie als Brennstoffersatz genutzt. So ist dieser Prozess nicht nur ein Notfallplan für Hungerzeiten, sondern dient ebenfalls zur Zellerneuerung, wie zur Reinigung.

Außerdem werden ebenso Viren, Bakterien, sowie schädigende Zellbestandteile über das Verfahren der Autophagie unschädlich gemacht. Hierbei handelt es sich also um einen essentiellen Prozess, der dafür sorgt, dass gesunde Zellen erhalten bleiben. Ledig durch die ständige Wartung, den Abbau beschädigter Zellbestandteile, sowie durch die anschließende Reparatur kann die Zellfunktion im menschlichen Körper aufrecht gehalten werden. Der Mensch kann genau dieses Prozess fördern, aber ebenso hemmen.

Beim Mechanismus des Reinigens wird stets ein Abbauprozess vorausgesetzt. Das heißt, kommt es nicht zu einem Abbau der beschädigten Zellbausteine, können diese auch nicht durch neue ersetzt werden. Einen solchen Effekt kennt man außerdem auch vom Training. So kommt es unter anderem beim Kraftsport dazu, dass die Muskeln angegriffen werden.

Es entstehen winzig, kleine Mikrorisse, so dass die Muskeln nach dem Training Schäden aufweisen. Diese beschädigten Teile werden dann abgebaut und bei der nächsten Nährstoffzufuhr kehrt sich der Prozess dann um, indem die leicht beschädigten Fragmente umso stärker wieder neu aufgebaut werden. Auf einem abbauenden Prozess, folgt demnach immer ein aufbauender Prozess. Bedeutend ist hier, dass diese Prozesse sich stets in der Balance befinden.

Was passiert bei einer gestörten Balance?

Stehen die abbauenden, wie aufbauenden Prozesse nicht im Gleichgewicht, kann die Zellreinigung, wie Zellregeneration nicht mehr reibungslos funktionieren. Demzufolge wird auch die Zellfunktion eingeschränkt oder aber es entsteht eine sogenannte Dysfunktion. Kommt es zu einem extremen katabolen Zustand durch ein starkes Kaloriendefizit oder durch zu langes Fasten kann der Körper irgendwann nicht mehr genügend Energie für die Zellfunktion gewinnen und somit wird diese dann eingeschränkt.

Die Zellen stellen auf Schutzmodus um, so dass sie weniger Energie brauchen. Ihre Funktionen schlafen folglich ein, sterben aber nicht ab. Kommt es wieder zu einer ausreichenden Bereitstellung von Energie nehmen diese all ihre Funktionen wieder auf. Hält der Zustand der Unterversorgung allerdings zu lange an, bedeutet dies den Hungertod für die Zelle, so dass diese am Ende doch einen Zelltod erleidet.

Während einer radikalen Diät kommt es daher leider nicht nur zum Fettabbau, denn ebenso werden Muskeln abgebaut und dazu zählt nun einmal auch der Herzmuskel. Aus diesem Grund, ist es nicht empfehlenswert, ein zu hohes Kaloriendefizit in Kauf zu nehmen. Besser ist es für einen langsamen, wie stetigen Fettabbau zu sorgen.

Wer hingegen stetig zu viel und zu häufig isst, erreicht damit genau das Gegenteil. Kommt es also zu einem Kalorienüberschuss befindet sich der menschliche Körper in einem aufbauenden Bereich. Vor allem ein stetig gleich hoher Insulinspiegel hemmt jetzt die Autophagie. So handelt es sich bei Insulin um ein stark anaboles Hormon. Dieses fördert die Nährstoffspeicherung in den körpereigenen Energiedepots.

Somit wird dem Körper mitgeteilt, dass dieser ausreichend Energie von außen bekommt, so dass er nicht auf die Fettreserven zugreifen muss, um Energie zu gewinnen. Die abbauenden Prozesse kommen somit jetzt zu kurz und die Reinigung der Zellen wird ebenfalls blockiert. Zu großen Teilen wird der Insulinspiegel über die Kohlenhydratzufuhr reguliert. Zum kleinen Teil haben aber auch die aufgenommenen Proteine hier ein Mitspracherecht.

Proteine sind im Vergleich zu Kohlenhydrate essentiell. So werden diese, beispielsweise, im menschlichen Körper als Bausubstanz genutzt. Zugeführtes Fett, sowie Protein werden demnach verwendet, um die abgebauten Fragmente durch neue Bauteile zu ersetzen. Wird dem Körper nicht die Möglichkeit gegeben beschädigte Bestandteile der Zellen abzubauen, steigen die Schadstoffe im Körper an und die Zelle kann nicht mehr funktionieren oder entartet.

Was sorgt für eine Hemmung der Autophagie?

Leider ist es in den letzten Jahren sehr in Mode gekommen, täglich zwischen fünf und sechs kleine Mahlzeiten zu sich zu nehmen. Durch die erhöhte Mahlzeitfrequenz entsteht jedoch das Problem, dass der Insulinspiegel öfter steigt, so dass sich dieser beständig auf einem erhöhten Niveau befindet. Dies wiederum blockiert die Autophagie und kann demnach die Entstehung zahlreicher Krankheiten fördern. Aus diesem Grund, ist es ratsamer lediglich drei Mahlzeiten am Tag zu sich zu nehmen.

Wie lässt sich die Autophagie fördern?

Bei der Autophagie handelt es sich im Grunde um einen Selbstheilungsprozess des menschlichen Körpers. Es gibt verschiedene Möglichkeiten diesen Prozess zu fördern. Insgesamt finden sich drei Faktoren, die die Zellreinigung, wie die Zellerneuerung begünstigen können.

Diese sind:

  1. Kalorienrestriktion

Es gilt ein chronisches, leichtes Kaloriendefizit zu halten.

  1. Physischer Stress

Sowohl Kraft-, als auch Ausdauersport unterstützen die Autophagie.

  1. Nährstoffmangelphasen

Auch ein periodisches Fasten fördert die Autophagie.

Ein chronisches, leichtes Kaloriendefizit kann allerdings leider schnell zu einem chronischen Nährstoffmangel führen. Demnach ist hier die Gefahr groß, dass diese Vorgehensweise zügig zu einem Knochen-, wie Muskelabbau führen kann. Aus diesem Grund, empfiehlt es sich die Autophagie durch kurze Fastenzeiten, sowie durch Sport zu unterstützen.

Bislang ist aber auch der Prozess der Autophagie noch nicht gänzlich erforscht. Viele Vorgänge sind den Wissenschaftlern immer noch ein Rätsel, da diese hochkomplex sind. Dennoch verdichten sich die Anzeichen immer mehr, dass eine gestörte Autophagie verschiedene Krankheitsbilder, wie Krebs, Parkinson, Alzheimer, Muskelschwund, wie Arteriosklerose erzeugen kann.

Fazit: Der Prozess der Autophagie ist hochkomplex. Viele Vorgänge sind bislang noch gar nicht oder nur zu kleinen Teilen erforscht. Fest steht aber, dass es sich bei der Autophagie um einen Selbstheilungsprozess unseres Körpers handelt. Nur, wenn sich dieser Prozess im Gleichgewicht befindet, kann dieser aber unsere Gesundheit fördern. Wird die Autophagie nicht gehemmt, funktioniert das Recycling auf zellulärer Ebene reibungslos. Das heißt, einzelne beschädigte Zellbestandteile können abgebaut, zerlegt und anschließend wiederverwertet werden bzw. als Brennstoff herhalten. Auf diese Weise bleiben die Zellfunktionen erhalten. Dieser Prozess kann außerdem durch Kraft-, wie Ausdauersport, sowie durch Fastenzeiten unterstützt werden. Radikaldiäten hingegen sorgen für das genaue Gegenteil und hemmen die Autophagie, so dass es auf extreme Kaloriendefizite zu verzichten gilt. Gleiches gilt ebenso für eine erhöhte Mahlzeitenfrequenz, denn auch ein ständig erhöhter Insulinspiegel hemmt diesen Prozess.

Quelle zu Download: https://www.mpg.de/9838420/MPIB_JB_2016.pdf

Literaturhinweise:
  • Wollert, T.; Hurley, J. H. – Molecular Mechanism for multivesicular body biogenesis by the ESCRT complexes – Nature 464, 864-869 (2010)
  • Kaufmann, A.; Beier, V.; Franquelim, H.G.; Wollert, T. – Molecular mechanism of autophagic membrane-scaffold assembly and disassembly – Cell 156, 469-481 (2014)
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