Die Rolle der Autophagie für Gesundheit und Langlebigkeit

Autophagie ist ein Prozess, bei dem unsere Zellen alles, was sie nicht mehr brauchen, wie beschädigte DNA oder Proteine, loswerden. Dieser Prozess schützt die Zellen vor Schäden und hilft ihnen, gesund zu bleiben. Autophagie kann auch dazu beitragen, die Lebensdauer zu verlängern und vielen altersbedingten Krankheiten vorzubeugen.

Autophagie versorgt die Zellen auch mit Nährstoffen, wenn sie lange hungern. Wenn wir mindestens 24 Stunden fasten, lösen wir die Autophagie in den Zellen aus und helfen ihnen, ihre Teile schneller zu verwerten, um zu überleben. Dieser Prozess kann auch durch Bewegung und Nahrungsergänzungsmittel wie Spermidin angeregt werden.

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Was ist Autophagie?

Autophagie ist ein zellulärer Prozess, bei dem alle Zelltrümmer, also alle alten und beschädigten Zellteile, „entfernt” werden. Es ist eine Art „Reinigung” der Zellen und kommt eigentlich aus dem Griechischen: „autos” (selbst) und „phagomai” (essen).

Durch den Autophagie-Prozess können Zellen alte Organellen, Proteine oder Membranteile, die nicht mehr funktionieren, loswerden. Die Entfernung alter Mitochondrien wird zum Beispiel als „Mitochondriophagozytose” bezeichnet, und die Entfernung beschädigter Lipide als „Lipophagozytose”.

Im Allgemeinen dient die Autophagie dazu:

• alte Zellteile zu recyceln und wiederzuverwenden,
• Bakterien und Viren zu zerstören, die die Zelle angreifen,
• nicht mehr brauchbare Zellteile loszuwerden.

Wie funktioniert die Autophagie?

Autophagie wird von vielen Zellkomponenten durchgeführt, aber hauptsächlich von Autophagie-bezogenen Proteinen (ARPs), Autophagosomen und Lysosomen. ARPs signalisieren den Autophagosomen, sich zu bilden, und wenn sie sich gebildet haben, transportieren sie die Zelltrümmer zu den Lysosomen.

Lysosomen sind spezielle Zellorganellen, die lysierende Enzyme enthalten, die fast alles abbauen können, von fehlerhafter DNA bis hin zu beschädigten Proteinen und Lipiden. Sobald die großen Strukturen in ihre Bestandteile zerlegt sind, können die Zellen diese als neue Bausteine oder als Nahrung verwenden.

Autophagie nimmt unter bestimmten Bedingungen zu, zum Beispiel:

• Infektionen durch Bakterien, Viren oder andere Krankheitserreger,
• längerer Hunger oder Hungersnot,
• Zellschäden.

Wenn die Autophagie aus irgendeinem Grund nicht mehr funktioniert oder verlangsamt wird, können beschädigte Zellteile, die nicht mehr entfernt werden können, Probleme für die Zelle verursachen. Dies kann dazu führen, dass die Zellen nicht mehr richtig funktionieren und Schäden an der DNA und anderen wichtigen Teilen ansammeln.

Verlängert Autophagie die Lebensdauer?

Studien an Tieren wie Fliegen, Würmern, Fischen, Ratten und Mäusen zeigen, dass die Autophagie in langlebigen Organismen erhöht ist. Als Wissenschaftler die Autophagie bei diesen Labortieren absichtlich erhöhten, stellten sie fest, dass die Tiere länger lebten, weniger krank wurden und insgesamt ein viel gesünderes und längeres Leben hatten.

So trägt Autophagie zur Langlebigkeit bei:

• Sie entfernt beschädigte und potenziell gefährliche Zellteile,
• hilft den Zellen, gesund und funktionsfähig zu bleiben,
• beugt altersbedingten Krankheiten vor,
• bietet eine Nahrungsquelle in Zeiten von Hunger oder längerer Unterernährung,
• ist an der Regulierung des Zellstoffwechsels beteiligt, insbesondere bei erhöhtem Stress.

Leider nimmt die Autophagie, wie viele andere Zellprozesse auch, mit zunehmendem Alter ab. Das heißt nicht, dass unsere Zellen aufhören, beschädigte Teile zu beseitigen, aber sie tun dies etwas langsamer. Das bedeutet auch, dass Abfallprodukte und beschädigte Zellteile etwas länger in den Zellen verbleiben und Probleme verursachen können.

Ein fehlerhafter oder verminderter Autophagieprozess wurde auch bei der Entstehung vieler Krankheiten festgestellt, darunter:

• Alzheimer-Krankheit,
• Huntington-Krankheit,
• Parkinson-Krankheit,
• Morbus Crohn,
• Diabetes.

Die Induzierung der Autophagie, insbesondere im Alter, könnte für die Verlängerung unserer Gesundheit und Lebensdauer von Vorteil sein (1).

Einige andere molekulare Prozesse und Signalwege wurden mit Langlebigkeit in Verbindung gebracht, wie beispielsweise die mTOR- und AMPK-Signalwege. Mehr dazu findest du hier: Sind AMPK- und mTOR-Signalwege der molekulare Schlüssel zur Langlebigkeit?

Autophagie und Langlebigkeit beim Menschen

Zum Thema Autophagie und Anti-Aging beim Menschen gibt es nicht so viele wissenschaftliche Studien wie bei Labortieren. Das liegt vor allem daran, dass es sehr schwierig ist, Autophagie so zu induzieren, wie sie bei Tieren induziert wird.

Es gibt aber mehrere Stoffe (oder besser gesagt funktionelle Nahrungsergänzungsmittel), die wissenschaftlich nachweisbar Autophagie auslösen. In einigen Fällen wurden diese auch in Studien am Menschen eingesetzt, um die Auswirkungen der Autophagie über einen längeren Zeitraum zu induzieren und zu beobachten.

Hier sind die Nahrungsergänzungsmittel und Stoffe, die Autophagie auslösen:

• Spermidin,
• Resveratrol,
• Curcumin,
• Urolithin A,
• Tomatidin.

Von diesen wurden Spermidin und Resveratrol in klinischen Studien am Menschen getestet.

Autophagie – Studien am Menschen

Spermidin ist schon lange als Auslöser der Autophagie bekannt und bewährt, vor allem bei Hefe, Fliegen, Würmern und Mäusen. Dieses natürlich vorkommende Polyamin wurde dann auch in einer großen klinischen Studie am Menschen mit über 800 Teilnehmern getestet.

Die sogenannte Bruneck-Studie hat über 20 Jahre lang die Auswirkungen von Spermidin auf die menschliche Gesundheit und Sterblichkeit untersucht. Es zeigte sich, dass eine Erhöhung des Spermidinspiegels in der Ernährung die Lebenserwartung des Menschen erhöht. Die Gesamtsterblichkeit (Todesfälle pro 1000 Personen während der Untersuchungsjahre) sank (mit steigender Spermidinaufnahme) von 40,5 auf 15,1 (2).

In dieser Studie wurde Spermidin nicht als Nahrungsergänzungsmittel gegeben, sondern durch eine Ernährungsumstellung erhöht. Die durchschnittliche Spermidinaufnahme über die Nahrung lag in der Gruppe mit dem höchsten Spermidinkonsum bei 10,8 mg/Tag. Die üblichen und sicheren Dosen von Spermidin-Nahrungsergänzungsmitteln sind 6–10 mg pro Tag (3).

Derzeit gibt es keine Studien zu Resveratrol und Autophagie beim Menschen, nur bei Tieren.

Es ist jedoch bereits bekannt, dass Resveratrol den menschlichen Sirt-1 (Sirtuin)-Signalweg (4) aktiviert, der mit Langlebigkeit und altersbedingten Krankheiten in Verbindung steht.

Mehr über Resveratrol erfährst du in unseren Artikeln:

• Wie viel Trans-Resveratrol sollte ich einnehmen?
• Warum ist Resveratrol wichtig?
• Woher kommt Resveratrol?

Autophagie – Fasten

Eine Möglichkeit, die Autophagie für ein längeres Leben zu fördern, ist das (intermittierende) Fasten. Wenn dein Körper nichts zu essen hat, durchläuft er eine längere Hungerphase und beginnt schließlich, sich selbst zu verzehren, indem er Autophagie betreibt.

Stell dir das so vor, als würdest du in einem Haus aus funktionellen Nahrungsmitteln leben. Normalerweise würdest du keine Wände oder Decken essen, aber wenn du eine Weile hungrig bist, würdest du auch damit anfangen. Natürlich würdest du zuerst mit den beschädigten, nicht mehr funktionierenden Dingen anfangen, die du nicht brauchst.

Eine weitere Möglichkeit, die Autophagie anzuregen, ist Sport. Dies ist zum Teil auf erhöhte Entzündungen zurückzuführen, zum Teil aber auch darauf, dass es viele Hinweise darauf gibt, dass Sport die Autophagie in den Skelettmuskeln anregt (5).

Wie lange sollte man in der Autophagie bleiben?

Wissenschaftliche Studien an Mäusen haben gezeigt, dass die Autophagie nach etwa 24 Stunden Fasten zunimmt. Die Autophagie macht sich durch einen Abfall des Insulin- und Glukosespiegels im Blut bemerkbar und erreicht bei Mäusen ihren Höhepunkt nach 48 Stunden Fasten.

Studien am Menschen fehlen noch, aber es wird angenommen, dass dies etwa zur gleichen Zeit wie bei Mäusen geschieht.

Autophagie – Nebenwirkungen und Risiken

Autophagie ist offensichtlich ein normaler und natürlicher Prozess, der ständig in unserem Körper stattfindet. Die Induzierung dieses Prozesses könnte aus allen oben genannten Gründen gut sein, aber auch einige negative Nebenwirkungen haben.

Eine übermäßige Induzierung der Autophagie kann zu Folgendem führen (6):

• Entwicklung von Herzproblemen,
• Verlangsamung der Krebsbehandlung, wenn du in Behandlung bist.

Die Forschung zur Induzierung von Autophagie und Krebs ist noch nicht ganz klar. In manchen Fällen könnte das Gegenteil, also die Hemmung der Autophagie, sogar helfen, Krebs zu bekämpfen. In anderen Fällen vielleicht nicht.

Autophagie ist nicht nur ein neuer Trend in der Welt der Gesundheit und Fitness. Es ist ein normaler Prozess, der jeden Tag in jeder Zelle unseres Körpers stattfindet. Es ist sicher kein einfacher Prozess und nicht leicht zu verstehen, da viele Komponenten dabei eine Rolle spielen.

Auch wenn die Förderung der Autophagie durch Fasten eine gute Option für deine Gesundheit sein kann, ist sie vielleicht nicht für jeden geeignet. Bevor du damit anfängst, solltest du mit deinem Arzt sprechen, vor allem, wenn du schwanger bist, stillst oder Medikamente nimmst.

Literaturquellen:

1. Nakamura S, Yoshimori T. Autophagy and Longevity. Mol Cells. 2018 Jan 31;41(1):65-72. doi: 10.14348/molcells.2018.2333.
2. Kiechl S, Pechlaner R, Willeit P, Notdurfter M, Paulweber B, Willeit K, Werner P, Ruckenstuhl C, Iglseder B, Weger S, Mairhofer B, Gartner M, Kedenko L, Chmelikova M, Stekovic S, Stuppner H, Oberhollenzer F, Kroemer G, Mayr M, Eisenberg T, Tilg H, Madeo F, Willeit J. Higher spermidine intake is linked to lower mortality: a prospective population-based study. Am J Clin Nutr. 2018 Aug 1;108(2):371-380. doi: 10.1093/ajcn/nqy102.
3. Senekowitsch S, Wietkamp E, Grimm M, Schmelter F, Schick P, Kordowski A, Sina C, Otzen H, Weitschies W, Smollich M. High-Dose Spermidine Supplementation Does Not Increase Spermidine Levels in Blood Plasma and Saliva of Healthy Adults: A Randomized Placebo-Controlled Pharmacokinetic and Metabolomic Study. Nutrients. 2023 Apr 12;15(8):1852. doi: 10.3390/nu15081852. 
4. Hou X, Rooklin D, Fang H, Zhang Y. Resveratrol serves as a protein-substrate interaction stabilizer in human SIRT1 activation. Sci Rep. 2016 Nov 30;6:38186. doi: 10.1038/srep38186.
5. Brandt N, Gunnarsson TP, Bangsbo J, Pilegaard H. Exercise and exercise training-induced increase in autophagy markers in human skeletal muscle. Physiol Rep. 2018 Apr;6(7):e13651. doi: 10.14814/phy2.13651.
6. Schiattarella GG, Hill JA. Therapeutic targeting of autophagy in cardiovascular disease. J Mol Cell Cardiol. 2016 Jun;95:86-93. doi: 10.1016/j.yjmcc.2015.11.019.