Solujen itsesyönti moduloi immuniteettia ja patogeenien eliminaatiota autofagian kautta. Keho tunnistaa vaurioituneet solut ja kierrättää ne. Autofagia laukeaa vasteena stressiin, kuten infektioihin, nälkään, kovaan rasitukseen tai tietyille yhdisteille, kuten erilaisille fytokemikaaleille. Voit edistää autofagiaa positiivisilla stressitekijöillä, kuten pätkäpaastolla, kalorirajoituksella, säännöllisellä saunomisella, liikunnalla ja kylmäaltistuksella.
Johdanto
Kun ravintoa ei ole saatavilla, solu pakotetaan hajottamaan osia omista varannoistaan pysyäkseen hengissä, kunnes olosuhteet muuttuvat. Tätä luonnollista biologista prosessia kutsutaan autofagiaksi. Jopa päivittäin autofagia aktivoituu aterioiden välillä ylläpitääkseen aineenvaihdunnan toimintoja ja toimittaakseen aminohappoja ja energiaa katabolian kautta (vs. anabolia, joka taas on rakentava tila, kun ravintoa on saatavilla).
Autofagia (autofagosytoosi) on tarkasti säädelty "itsesyömismekanismi", jota solut suorittavat tuhotakseen viruspartikkeleita (virofagia) ja hajottaakseen joitain niiden komponentteja, mukaan lukien proteiineja, organelleja ja vieraita hiukkasia (ksenofagia). Autofagia on elintärkeä mekanismi, koska se puhdistaa solut tarpeettomista ja toimimattomista komponenteista ja kierrättää ne myöhempää käyttöä varten.
Autofagiaa on kolmea päätyyppiä: mikroautofagia, chaperonivälitteinen autofagia (CMA) ja makroautofagia. Kaikki nämä ovat tärkeitä ja toimivat yhteistyössä solujen sisällä. Autofagia on prosessina erittäin tiukasti säädelty ja koko autofagiakoneisto koostuu vähintään 30 eri geenistä.
Kuva: Schematic model of the three main types of autophagy.
Lähde: Ntsapi, C. & Du Toit, A. & Loos, B. (2019). Dietary impact on neuronal autophagy control and brain health. In: Bosch-Bouju, C. & Layé, S. & Pallet, V. (2019). Feed Your Mind -. How Does Nutrition Modulate Brain Function throughout Life? IntechOpen.
Autofagialla on ratkaiseva merkitys myös aivojen plastisuuden ja hermosolujen suojauksen kannalta. Hermosolujen ja gliasolujen välisten yhteyksien uskotaan säätelevän autofagiaa aivoissa. Eri reitit kuljettavat solujätettä neuroneista (eli hermosoluista) gliasoluihin (eli hermotukisoluihin) ylläpitämään homeostaasia aivoissa. Käytännössä tämä tarkoittaa sitä, että aivot "kukoistavat" riittävien autofagiaprosessien avulla läpi elämän.
Keskushermosto (aivot mukaan lukien) sisältää monipuolisen myelooisen immuunisoluosaston, joka ylläpitää homeostaasiaan. Autofagialla ja autofagiaproteiineilla on perustavanlaatuinen rooli myeloidisoluihin liittyvissä immuunitoiminnoissa. Autofagian jatkuva aktivointi voi myös parantaa ja jopa kääntää ikääntymiseen liittyvää kognitiivisten toimintojen heikkenemistä, kuten muistin menetystä.
Autofagiakoneisto tukee ensisijaisesti kolmea myeloidisolujen immunobiologian ominaisuutta, mitkä vaikuttavat keskushermoston immuunijärjestelmän pääkomponentteihin. Näitä ovat patogeenien puhdistuma solun sisäisellä tavalla, proinflammatoristen sytokiinien tuotannon säätely ja antigeenin prosessointi adaptiivista immuunijärjestelmän stimulaatiota varten. Myeloidisoluihin kuuluvat granulosyytit ja monosyytit.
Image: Myeloid cells in the central nervous system.
Source: Herz, J. & Filiano, A. & Smith, A. & Yogev, N. & Kipnis, J. (2017). Myeloid cells in the central nervous system. Immunity 46 (6): 943–956.
Tasapainoisesti toimivan autofagian terveyshyötyjä ovat esimerkiksi:
Autofagia voi olla osallisena valkoisen rasvakudoksen ruskistumisessa ja vaikuttaa lipidien metaboliseen tasapainoon
Autofagia auttaa myös ehkäisemään NAFLD:tä (alkoholiton rasvamaksatauti)
Parempi kardiovaskulaarinen toiminta ja suojaus sydän- ja verisuonisairauksilta
Heikentynyt autofagia voi lisätä valtimoiden ikääntymistä
Autofagia lievittää tulehdusta poistamalla aktiiviset inflammasomit (solunsisäisiä usean proteiinin yhteenliittymiä, jotka toimivat tulehdusreaktion keskeisenä säätelijänä)
Luontaisia immuunireseptoreita ja lymfosyyttejä (T ja B) moduloi autofagia, joka edustaa synnynnäisiä ja adaptiivisia immuunivasteita
Parempi ruoansulatuskanavan toiminta, yleinen suoliston terveys ja sairauksien ehkäisy
Autofagialla on todennäköisesti keskeinen rooli ruoansulatuskanavan homeostaasin prosessissa, sillä se poistaa bakteerit, jotka pääsevät kudoksiin ja hajottavat immunostimulatorisia molekyylejä suoliston toleranssin ylläpitämiseksi.
- Hidastaa ikääntymistä ja hermoston rappeutumista ja voi ehkäistä hermostoa rappeuttavilta sairauksilta
- Voi ehkäistä tietyntyyppisiä syöpiä – autofagian kasvainsoluille ominaiset vaikutukset voivat kuitenkin olla joko kasvainta suppressoivia tai kasvainta edistäviä
Kuva: Interplay between autophagy, metabolism and aging.
Lähde: Wong, S. & Kumar, A. & Mills, J. & Lapierre, L. (2020). Autophagy in aging and longevity. Human Genetics 139 (3): 277–290.
Autofagiaa tukevat ravitsemukselliset tekijät
Sulforafaania erityisesti ristikukkaisissa vihanneksissa ja parsakaalin versoissa.
Indusoi autofagiaa ERK-aktivaation kautta neuroneissa (riippumatta Nrf2-aktiivisuudesta)
Estää myös sinisen valon aiheuttamaa tulehdusta ja apoptoosia säätelemällä SIRT1/PGC-1α/Nrf2-reittiä ja autofagiaa verkkokalvon pigmenttiepiteelisoluissa – tämä tarkoittaa sitä, että verkkokalvon autofagian kautta sulforafaani suojaa silmiä
Kurkumiini indusoi ja moduloi autofagiaa ja on siten hermoja suojaava
Se voi suojata soluja oksidatiivisen stressin aiheuttamilta vaurioilta estämällä apoptoosia ja indusoimalla autofagiaa Akt/mTOR-reitin kautta
Kahvi (sekä normaali että kofeiiniton) aiheuttaa autofagiaa todennäköisimmin korkean polyfenolimääränsä vuoksi
Vihreä tee ja sen tärkein polyfenoli epigallokatekiini-3-gallaatti (EGCG) stimuloivat autofagiaa maksassa ja aivoissa
Inkivääri ja yksi sen bioaktiivisista yhdisteistä, 6-shogaol, indusoivat autofagiaa estämällä AKT/mTOR-reittiä
Polyfenolit säätelevät ja indusoivat autofagiaa ja poistavat poikkeavia proteiiniaggregaatteja (tärkeä tekijä neurodegeneraation hoidossa).
Polyfenoleja löytyy tummista ja värikkäistä vihanneksista, marjoista, tummista lehtivihanneksista, kahvista ja vihreästä teestä (ks. edellä).
Polyfenoleilla on tärkeä rooli syöpäsolujen autofagian aiheuttaman kuoleman moduloinnissa
Resveratroli on luonnossa esiintyvä antioksidantti, jota löytyy tummista viinirypäleistä, marjoista, kirsikoista ja punaviinistä.
Useat tutkimukset osoittavat, että se indusoi autofagiaa estämällä suoraan mTOR:ia (ja siksi sitä ei suositella käytettäväksi voimaharjoittelun tai muun treenaamisen jälkeen)
Resveratrolin aiheuttama autofagian induktio aivoissa voi estää neurodegeneratiivisia sairauksia
Resveratroli kohdistuu useisiin tulehduskomponentteihin ja sillä on immuunijärjestelmää sääteleviä vaikutuksia
Ekstra-neitsytoliiviöljy sisältää oleuropeiinia ja oleokantaalia eli polyfenoleja, jotka laukaisevat autofagian ja estävät mTOR-signalointia
Lääkinnälliset sienet kuten lakkakääpä ja pakuri, lisäävät autofagiaa ja voivat torjua syöpää
Pakurikääpäuute indusoi autofagiaa aktivoimalla AMPK:ta ja estämällä mTOR-signalointireittiä rintasyöpäsoluissa
Reishistä (lakkakääpä) peräisin olevat triterpeenit indusoivat autofagiaa paksusuolen syövässä estämällä p38-mitogeenin aktivoimaa kinaasia (p38 MAPK)
Ganoderma lucidum -uute (GLE) parantaa parkinsonismipatologiaa säätelemällä mitokondrioiden toimintaa, autofagiaa ja apoptoosia
Pitkäketjuiset omega-3-rasvahapot, joita löytyy lohesta, sardiineista, turskasta, silakasta, makrillista ja levistä, indusoivat autofagiaa
Pitkäketjuisten omega-3 rasvahappojen käyttö ravintolisänä vähentää traumaattisen aivovaurion aiheuttamaa hermosolujen apoptoosia indusoimalla autofagiareitin SIRT1:n kautta
Pitkäketjuiset omega-3-rasvahapot suojaavat hepatosyyttejä lipotoksisuutta vastaan autofagian aktivoinnin kautta
Kalasta peräisin olevien omega-3-rasvojen on osoitettu suojaavan verkkokalvoa lisäämällä autofagiaa
- Spermidiini lisää autofagiaa aivoissa ja voi suojata hermoston rappeutumiselta
- Spermidiinipitoisia elintarvikkeita ovat jalostamattomat kasviperäiset ruoat mukaan lukien durian-hedelmä, shiitake-sieni, tuore vihreä paprika, vehnänalkio, amarantinjyvät, kukkakaali ja parsakaali sekä ruoka-aineet, jotka ovat peräisin käymisprosesseista, joissa on mukana polyamiinia tuottavia bakteereita ja sieniä -> mm. soijapaputuotteet, kuten natto ja monet kypsät juustot
- Kärpäsillä tehtyjen tutkimusten perusteella spermidiini parantaa muistia ikääntymisen yhteydessä autofagian kautta
- Spermidiinin teho on äskettäin kvantifioitu vastaavaksi rapamysiinin (autofagian kultainen standardi) tehoa
Lue tarkemmin kylmäaltistuksen ja saunomisen autofagiahyödyistä täältä ja täältä.
///