Nedbrydning af videnskaben bag autofagi – mere end populære fastediæter

Intermitterende faste var den mest populære diæt i 2020. Uanset om de lavede 16:8, 5:2 eller bare faste i hverdagene, sprang 17 millioner mennesker fra USA på denne tendens. Som alle trendy kostvaner oversvømmede mennesker og berømtheder Instagram med deres succeshistorier, og alle blev hooked.

Men har du nogensinde spekuleret på, hvad der sker i din krop, når du laver periodisk faste?

Kender du videnskaben bag autofagi og faste?

I dag er jeg her for at nedbryde videnskaben om autofagi og intermitterende faste, så du har 100% reel indsigt i, hvad der foregår i din krop.

Hvad er autofagi?

Autofagi kommer fra ordene ‘auto’ og ‘fagi’. ‘Auto’ betyder selv, ‘fagi’ betyder spis. Kombineret sammen betyder autofagi bogstaveligt talt ‘at spise sig selv‘. Det er en form for selv-kannibalisering, men IKKE på en dårlig måde. Det er kroppens naturlige måde at rense døde, beskadigede og cellulære organeller og andre komponenter på. Ved at gøre det kan kroppen regenerere sunde celler.

Hvordan udtales Autophagy?

Det udtales aa·taa·fuh·jee

Om hvordan vi altid sidder fast i festtilstand

I de omkring 2 millioner år af vores udvikling, siden mennesker afveg fra de store aber, var der tidspunkter, hvor der var rigeligt med mad i vores miljø. Der var også tidspunkter, hvor maden var knap. Men i dag er der i det mindste for de fleste i den udviklede verden en overflod af kalorier til rådighed hele tiden. Så i det normale liv gennemgår vi ikke længere fest- og hungersnødcyklussen, som vi engang ville have gjort. I stedet sidder vi altid fast i ‘festtilstand’.

Problemet med dette er, at vi udviklede os til at gennemgå fest og hungersnød, så vores kroppe fungerer bedst, når de udsættes for begge dele.

• Når vi har nok mad, kan kroppens celler vokse og reproducere. Men når vi ikke har nok mad, kan kroppen ‘vende en metabolisk knap’ (1), som i stedet fokuserer på at styrke vores cellers reaktion på stress.
• Cellerne gør dette ved at nedbryde gamle og defekte cellulære komponenter, forny og regenerere dem og øge produktionen af ting som antioxidanter.
• De nedbrudte dele kan derefter bruges til produktion af nye cellulære komponenter eller energi.

For at et menneske kan være sundt, har vi ideelt set brug for en god balance mellem de to.

Intermitterende faste fordele og ulemper

Fordele: For meget fest og beskadigede proteiner og andre celledele kan hobe sig op, hvilket fører til, at celler ikke udfører deres arbejde ordentligt. Da celler udgør alt i vores kroppe, inklusive vores organer, begynder alt altså i sidste ende at gå galt.

Ulemper: Imidlertid kan for meget hungersnød også medføre et problem, fordi vi bruger for meget tid på at nedbryde vores celler under reparation og ikke levere energi.

Vi har virkelig brug for en balance mellem de to funktioner. Intermitterende faste giver os mulighed for at gøre netop dette, fordi vi kan efterligne sultperioderne og let blande dette sammen med noget fest.

MTOR vs. Autofagi

Balancen mellem fest og hungersnød udspiller sig i to modsatte cellulære processer, der begge foregår i vores kroppe ad gangen; de er mTOR og Autofagi.

mTOR – Et enzym, påskeøen og hvad bodybuildere drømmer om!

Den første, mTOR, er vækstprocessen. mTOR står for ‘mekanistisk mål for rapamycin’.

Det er et sjovt navn, men der er en god grund bag det. Det blev opkaldt efter en jordbakterie, der først blev fundet på en ekspedition til påskeøen i 1960’erne. Påskeøen er en ø i Stillehavet omkring 3800 km ud for Chiles kyst, berømt for at have et verdensarvssted med over 1000 gamle statuer. Påskeøen er også kendt af øens indbyggere som Rapa Nui, så bakterierne blev kaldt rapamycin efter øen Rapa Nui.

mTOR er ikke jordbakterien. Det er faktisk et enzym, der produceres i vores kroppe. Men jordbakterierne rapamycin stimulerer mTOR’s aktivitet, så enzymet blev kendt som ‘målet’ for rapamycin. Når dette enzym stimuleres, begynder celler at vokse og fremstille proteiner og reproducere hurtigere. mTOR er velkendt for bodybuildere og andre styrke atleter, der prøver at stimulere det så meget som muligt.

Autofagi – Videnskaben bag fastediæter

Den modsatte proces med mTOR kaldes Autofagi, når cellerne begynder at nedbryde gamle og beskadigede dele. Fordi de to processer er modsatte af hinanden, er Autofagi tilsvarende lav, når mTOR stimuleres. Og når Autofagi stimuleres, er mTOR lav.

Hvordan fungerer autofagi nøjagtigt?

I autofagi danner celler specielle strukturer kaldet fagoforer.

• Fagoforer er membraner, der langsomt vokser og skaber en kugleform dækket af en membran.
• Membranen er lavet af noget, der kaldes et lipid dobbeltlag.
• Lipider er fedtbaserede molekyler, og lipid-dobbeltlag omgiver alle organeller i vores celler og også alle vores celler, alle 20 milliarder af dem!
• Celleorganeller udfører forskellige funktioner i vores celler og kan afbildes lidt som de forskellige organer i vores krop.

Fagofore dannelse

Mens kuglen eller fagoforen er i fuld form, bevæger den sig rundt i cellen. Det samler proteiner og andre organeller, der har fået en speciel markør, der fortæller fagoforen, de er valgt til at blive nedbrudt. Denne specielle markør kaldes en ubiquitin. Fagoforen bevæger sig derefter rundt i cellen og samler alle ubiquitinerede proteiner og organeller.

Fagofore dannelsen afsluttes

Membranerne dannes derefter fuldstændigt omkring proteinerne og organellerne. Når dette sker, ændres strukturens navn fra en fagofor til et autofagosom. Dette autofagosom bevæger sig derefter mod et lysosom og smelter sammen med det. Et lysosom er en organel, der kan betragtes som cellens mave, selvom det ikke ligefrem er sandt, da en celle indeholder mange lysosomer!

Som i vores mave er lysosomernes indhold imidlertid surt og indeholder fordøjelsesenzymer, der nedbryder proteinerne og organellerne. Når de er opdelt i individuelle aminosyrer, kan de bruges igen til opbygning af nye proteiner, organeller og endda nye celler. Eller de kan også bruges til at producere energi i leveren i en proces kendt som glukoneogenese. Aminosyrerne, der bruges til nye celler og proteiner, gør det ved at blive stimuleret af mTOR-enzymet, så cyklussen fuldender sig selv, når kroppen skifter mellem autofagi og mTOR.

Der er også en bestemt type autofagi, der beskæftiger sig med mitokondrier. Dette sker ved selektiv nedbrydning af mitokondrierne gennem en proces kaldet mitofagi. Mitokondrier, også organeller, er motorerne i vores celler og producerer vores energi. Vi har et stort antal af dem i hver af vores celler, 2000 eller mere.

Men fordi vi bruger ilt til at producere energi, og ilt skaber oxidativ stress, beskæftiger vores mitokondrier sig konstant med frie radikaler. Dette betyder, at de er meget modtagelige for skader, så nedbrydning og reparation af beskadigede mitokondrier er en kritisk proces, der gennemføres i mitofagi.

Hvordan faste stimulerer autofagi og mitofagi

Når vi faster, er der en reduktion af energi, der kommer ind i kroppen gennem mad. Dette fører til en lille energi ubalance, da der bruges mere energi end produceret. Et specielt enzym i kroppen overvåger konstant denne energibalance; dette enzym kaldes AMPK (adenosine monophosphate-activated protein kinase).

Det gør det ved at registrere noget, der kaldes AMP-til-ATP-forholdet.

ATP frigiver energi, da det frigiver et fosfatmolekyle og opdeles i ADP. Når energien er lav, forbindes 2 ADP’er til at skabe en ATP, som efterlader en AMP tilbage. (ATP er et adenosinmolekyle med 3 fosfater bundet, ADP er et adenosinmolekyle med 2 fosfater bundet, og AMP er et adenosinmolekyle med 1 fosfat bundet).

ATP = Adenosintriphosphat (3 fosfater)

ADP = Adenosin diphosphat (2 fosfater)

AMP = Adenosinmonophosphat (1 fosfat)

Når 2 ADP’er kommer sammen (2 fosfater plus 2 fosfater), producerer det ATP (3 fosfater) med AMP (1 fosfat tilbage).

Når forholdet mellem AMP stiger i forhold til ATP, signalerer det, at der er mindre energi til rådighed, og så stimuleres AMPK. Når AMPK stimuleres, stimulerer det et andet protein kaldet ULK1, hvilket fører til produktionen af ​​de membraner, der bliver fagoforen.

NAD + og Sirtuins

Faste øger også niveauerne af NAD +, den oxiderede form af NADH, som er en aktiv form for vitamin B3 (vital for energiproduktion).

Sirtuins er en familie af proteiner, der stimulerer autofagi direkte

Produktionen af energi i mitokondrier resulterer i at mere NADH bliver NAD +. Denne stigning i NAD + til NADH-forholdet stimulerer produktionen af Sirtuins.

Sirtuins er en familie af proteiner, der stimulerer autofagi direkte. Deres produktion er også forbundet med en øget levetid og en stigning i DNA-reparation (2).

Både AMPK og Sirtuins aktiverer også andre gener, der vides at have mange sundhedsmæssige fordele, især Foxo-familien, TFEB, PGC-1a og P53.

• Aktivering af FoxO-familien er forbundet med øget stressmodstand, en længere levetid og mindre forekomst af tumorer (dvs. kræft). Dette skyldes, at dysfunktionelle celler bliver opfordret til at begå cellulært selvmord (apoptose) snarere end at fortsætte med at vokse og potentielt blive tumorer (3).
• TFEB er masterstimulatoren for produktionen af nye lysosomer, så det er direkte involveret i autofagi.
• P53 er kendt som ‘genomets vogter’, fordi det forhindrer DNA-mutationer (4) og undertrykker tumordannelse (5).
• PGC-1a er det primære gen involveret i stimulering af produktionen af nye mitokondrier. Jo mere mitokondrier vi har, jo mindre stress er der på vores eksisterende mitokondrier for at producere den energi, vi har brug for. Dette gør vores energiproduktion mere effektiv, og jo mere effektiv den er, jo færre frie radikaler har vi.

Rollen af ketose i autofagi

Intermitterende faste fører også til en nedbrydning af fedtvæv, hvilket øger niveauet af frie fedtsyrer, der ankommer til leveren. Dette øger mængden af producerede ketoner (1).

Ketoner er fedtbaserede molekyler, der kan producere energi.

Ketoner er fedtbaserede molekyler, der kan producere energi meget effektivt. At brænde ketoner til energi producerer færre frie radikaler, og deres anvendelse reducerer betændelse. Ketoner stimulerer også produktionen af BDNF (hjerneafledt neurotrofisk faktor). BDNF er et væksthormon for hjernen og stimulerer væksten af nye hjerneceller (neuroner). Det fremmer også nye synapser, som er forbindelserne mellem neuronerne (1). Jo flere forbindelser eller synapser vi har, jo mere kan vi lære og forstå.

Hvorfor er fastediæter så populære i 2021?

Så hvordan oversættes denne intermitterende faste videnskab egentlig til sundhedsmæssige fordele?

Vægttab

Mange mennesker beslutter at prøve faste for fordelene ved vægttab. Undersøgelser har vist, at forsøgspersoner i gennemsnit mister mellem 2,5% og 9,9% af deres kropsvægt i løbet af den 3-6 måneders periode, som faste undersøgelser løber i (7, 8). Dette vægttab har også vist sig at være fra fedtmasse i modsætning til muskelmasse.

Fastende kan hjælpe med at regulere glukose og insulin niveauer

Intermitterende faste har også vist sig at nedsætte fastende glukose- og insulinniveauer hos diabetikere (10), overvægtige (7) og ikke-overvægtige individer (11). Derudover fandt en undersøgelse af unge overvægtige kvinder fald i total- og LDL-kolesterol, triglycerider og blodtryk. De fandt også en reduktion i det inflammatoriske markør C-reaktive protein og hormonet leptin, der normalt klatrer højere med fedme.

Fasting hjælper med testosteronregulering

De fandt også en stigning i SHBG (kønshormonbindende globulin), som hjælper med at reducere virkningen af testosteron. Når testosteron klatrer for højt hos kvinder, kan det have uønskede bivirkninger (12).

Intermitterende faste kan endda have anti-aldringseffekter

De fleste af undersøgelserne om intermitterende faste og ældning udføres på dyr. Årsagen er enkel – det er meget svært at gennemføre disse undersøgelser på mennesker, da du ikke kan følge folk i livet, i det mindste ikke samtidig med at de forbliver på en intermitterende fasteprotokol.

Imidlertid er stimulering af AMPK og Sirtuins under intermitterende faste stærkt forbundet med øget levetid hos dyr.

Undersøgelser har vist, at intermitterende faste øger levetiden hos mus og aber og gør det mindre sandsynligt for dem at udvikle sygdomme forbundet med aldring (13). En undersøgelse på mus viste også, at musene, som fastede, også undgik det fald i muskelmasse, der sker under normal aldring (9).

Konklusion: Er det værd at stimulere autofagi med intermitterende faste?

Intermitterende faste kan have nogle meget positive sundhedsmæssige fordele:

• Det kan stimulere autofagi.
• Det er forbundet med en øget levetid.
• Det kan stimulere produktionen af nye mitokondrier.
• Det kan reducere betændelse samt forbedre kardiovaskulær sundhed.
• Det hjælper folk med at tabe sig.
• Og det kan hjælpe med at reducere høje testosteronniveauer hos kvinder.

Selvom der er nogle fremragende fordele, har jeg dog ikke nævnt et potentielt problem med faste. Og det er, at vi må sørge for, at vi faster og ikke bare sulter os selv.

Når faste udføres korrekt, bør det ikke være noget, der giver dårlige bivirkninger som svimmelhed, svaghed, irritabilitet eller noget andet, der er meget negativt.

Det er OK at føle sig lidt sulten. Men når du føler dig dårlig tilpas eller tror, ​​at du ikke kan vente til spisetid, har du startet et sultrespons.

Sultresponset sker, når vi ikke producerer nok ketoner til at give næring til vores hjerner. I stedet for, fordi de ikke har nok energi, der kommer ind, mens vi spiser, opfatter vores hjerner en farlig madmangel. Derefter gør den alt for at få os til at stoppe med at lave noget og spare energi ved at gøre os utilpas.

Jeg har skrevet en detaljeret vejledning om, hvordan man undgår sultresponset, så læs venligst denne, inden du beslutter, om dette er noget for dig.

Med den rigtige information og forståelse af, hvordan intermitterende faste fungerer, bør de fleste prøve det og føle alle de potentielle fordele i deres helbred!

Referencer