Kirjoittaja: Christer Sundqvist

Mitä on autofagia?

Autofagia tulee kreikan sanasta autophagein (“itsesyönti”). Autofagiassa solut hajoavat ja hajonneet osat (soluelimet ja -rakenteet) kierrätetään elimistössä energiana tai hyödynnettävinä solurakenteina. Tämä fantastisen hieno kierrätyslaitos löydettiin 1950-luvulla, kun elektronimikroskooppi kehitettiin. Ensin belgialainen solubiologi Christian de Duve tosin löysi lysosomit, jotka ovat aivan keskeisiä soluelimiä tässä autofagiassa. Kaikki ne jätteet solun sisällä, josta halutaan päästä eroon, menevät lysosymeihin.

Sen verran merkittävää oli de Duven ahkerointi, että hänet palkittiin vuonna 1974 lysosomilöydöksestään solufysiologian Nobelin palkinnolla. Autofagian varsinainen voittokulku ei alkanut tästä, vaan saatiin odottaa muutama vuosikymmen vielä varsinaista läpimurtoa.

Autofagia ja ikääntymisestä johtuvien sairauksien ehkäisy

Autofagia edistää solujen pysymistä toimintakykyisinä, jolloin oletetaan, että voidaan ehkäistä ikääntymiseen liittyviä sairauksia. Yksi tunnettu esimerkki on syöpä. Autofagia estää normaaleja terveitä soluja muuttumasta vanhemmiten syöpäsoluiksi vähentämällä niiden aineenvaihdunnallista stressiä. Tilannetta mutkistaa se havainto, että syöpäsolu-pirulaiset osaavat hyödyntää autofagiaa pysyäkseen hengissä vähähappisessa ja vähän sokeria sisältävässä ympäristössä. Näin ne voivat rakentaa selviytymismekanismeja syöpähoitoja vastaan. Syöpähoitoja kehitetään jatkuvasti ja nyt kun tiedetään tämä autofagian varjopuoli, pyritään kehittämään syöpälääkkeitä, jotka käynnistävät voimakkaamman autofagian ja sitä myötä solukuoleman (apoptoosin).

Autofagialla on ratkaiseva merkitys myös aivojen suojaamisessa. Hermosolujen jätteet kuljetetaan pois autofagian avulla, Näin aivot pysyvät kunnossa riittävien autofagiaprosessien avulla läpi elämän. Tällä tavalla otaksutaan, että muistitoiminnot säilyvät pitempään.

Nykyään autofagia tunnetaan varsin hyvin, sillä autofagiaa säätelevät geenit ja proteiinit on aika pitkälle selvitetty ja tiedetään miksi autofagia on niin hyödyllistä erityisesti terveille soluille ja kudoksille. Autofagiatutkimukset ovat maailmalla solubiologian kärkihankkeita. Vuoden 2016 fysiologian tai lääketieteen Nobelin palkinto myönnettiin professori Yoshinori Ohsumille hänen autofagiatutkimuksistaan.

Professori Ohsumin tutkimuskohteena oli nimenomaan autofagian käynnistyminen ja ilmiötä ohjaavat geenit sekä proteiinit. Autofagia on erittäin tiukasti säädelty ja koko autofagiakoneisto koostuu vähintään 30 eri geenistä. Autofagia toimii lähes kaikissa soluissa koko ajan ja näin solu pysyy tasapainotilassa. Ravinto, hallittu energiavaje, monet hormonit ja kasvien polyfenoliset yhdisteet aktivoivat tehokkaasti autofagiaa, joka siis on terveyttä edistävä ominaisuus.

Autofagia puhdistaa elimistöämme

Tasapainoisesti toimiva autofagia on erittäin tärkeä terveyttä edistävä asia. On tärkeää, että elimistömme tunnistaa ajoissa vaurioituneet solut ja soluelimet, ottaa ne talteen ja kierrättää niitä. Autofagian on todettu lisääntyneen kovassa stressissä, infektioissa, kovassa rasituksessa, nälässä jne.

Autofagia on elimistön vastaus aineenvaihdunnalliseen stressiin, kuten ravinteiden tai hapen loppumiseen. Kun nämä vähentyvät liiaksi, solu käynnistää autofagia-ohjelman hajottaakseen tarpeettomia solukomponentteja, joita se voi käyttää energiana. Kun otetaan huomioon tämä suora yhteys aineenvaihduntaan, ei ole yllätys, että aineenvaihdulliset häiriöt – diabetes, insuliiniresistenssi ja metabolinen oireyhtymä – voivat ilmaantua tasapainottoman autofagian yhteydessä.

Tunnettua on, että autofagiaa voi edistää positiivisilla stressitekijöillä, kuten pätkäpaastolla, kalorirajoituksella, säännöllisellä saunomisella, liikunnalla ja kylmäaltistuksella.

Tällä hetkellä terveysalan asiantuntijoita kiinnostaa kovasti tasapainoisen autofagian ymmärtäminen osana ihmisen terveyttä. Tiedetään, että niukassa ravitsemuksessa ja erityisesti paastossa, solu ikään kuin pakotetaan hajottamaan osia omista varannoistaan ​​pysyäkseen hengissä, kunnes olosuhteet muuttuvat (ruokaa on taas saatavilla).

Jännäksi asia menee, kun nämä solun puhdistustoiminnot näyttäisivät lisäävän myös elinikää. Ikuisen nuoruuden lähteeksi tasapainoisesta autofagiasta ei ole, mutta selkeää hyötyä on ikääntymisen jarruttamisessa. Voitte vain kuvitella minkälaisia bisneskuvioita autofagian ympärille kerätään ainoastaan tämän ikääntymistä hillitsevän vaikutuksen takia! Ikääntyvissä soluissa on proteiinien tapana laskostua väärällä tavalla, jolloin niiden toiminta häiriintyy ja samalla koko solu menee epätasapainoon. Ratkaisu löytyy autofagiasta, joka siivoaa pois solussa häiriöitä aiheuttavat proteiinit. Alzheimerin ja Parkinsonin taudeista ajatellaan, että tämä huonosti toimivien proteiinien siivoaminen ei toimi riittävän tehokkaasti ja tästä aiheutuu hermostollisia häiriöitä.

Lisätään tähän vielä autofagian edellytykset pitää immuunipuolustusjärjestelmä paremmassa kunnossa, niin alkaa lopullisesti kirkastua tämän soluilmiön merkitys ihmisen terveydelle.

Mitokondriot ovat elimistösi tärkeimpiä organelleja (solun pieniä osia), koska ne hallitsevat kaikkea mikä liittyy energia-aineenvaihduntaan ja solujen homeostaasiin (tasapainoon). Toimimattomat mitokondriot eivät vain nopeuta ikääntymistä, vaan myös saavat sinut tuntemaan itsesi väsyneemmäksi, uupunemmaksi ja heikommaksi. Autofagia siivoaa pois nämä huonot mitokondriot ja tuo tilalle uusia toimintakykyisiä. Nerokasta!

Autofagian terveyshyödyt

Tässä pieni lista autofagian tarjoamista terveyshyödyistä:

• Suojaa lihavuudelta ja diabetekselta
• Voi olla osallisena valkoisen rasvakudoksen ruskistumisessa ja vaikuttaa rasvahappojen aineenvaihdunnalliseen tasapainoon
• Auttaa ehkäisemään ei-alkoholiperäisen rasvamaksan (NAFLD) muodostumista
• Parantaa verisuoniston toimintaa
• Antaa yleissuojaa sydän- ja verisuonisairauksilta
• Suojaa hapetusstressiltä ja tulehduksilta
• Immuunijärjestelmän toiminta tehostuu
• Parantaa ruoansulatuskanavan toimintaa
• Parantaa suoliston terveyttä ja ehkäisee suolistosairauksia
• Hidastaa ikääntymistä ja hermoston rappeutumista
• Voi ehkäistä tietyntyyppisiä syöpiä
• Poistaa myrkkyjä kudoksista

Autofagiaa tukevat ravitsemukselliset tekijät

Erittäin tärkeänä autofagian lisääjänä pidetään sulforafaania, jota on erityisesti ristikukkaisissa vihanneksissa ja parsakaalissa. Kurkumiini-mausteen on tutkimuksissa todettu käynnistäneen ja pitäneen tasapainossa autofagiaa. Kahvia kannattaa juoda, sillä kahvi aiheuttaa autofagiaa todennäköisesti varsin korkean polyfenolimääränsä vuoksi. Myös vihreä tee ja sen tärkein polyfenoli epigallokatekiini kiihdyttää autofagiaa erityisesti maksassa ja aivoissa.

Resveratroli on luonnossa esiintyvä antioksidantti, jota löytyy tummista viinirypäleistä, marjoista, kirsikoista ja punaviinistä. Resveratrolin on todettu tutkimuksissa edistäneen autofagiaa ja näin hillitsevän aivoissa tapahtuvia rappeuttavia solumuutoksia, jotka pahimmillaan johtavat hermostollisiin sairauksiin. Resveratroli kohdistaa tehonsa useisiin tulehdustekijöihin ja sillä on immuunijärjestelmää sääteleviä vaikutuksia.

Ylipäänsä polyfenolit säätelevät ja käynnistävät vilkkaasti autofagiaa ja poistavat soluista kaikkea poikkeavaa. Polyfenoleilla on tärkeä rooli syöpäsolujen autofagian aiheuttaman solukuoleman hallitsemisessa. Kannattaa nauttia inkivääriä, sillä tästä mausteesta on eristetty bioaktiivinen yhdiste nimeltään shogaoli, joka käynnistää autofagian varsin tehokkaasti.

Kylmäpuristettu oliiviöljy sisältää oleuropeiinia ja oleokantaalia eli polyfenoleja, jotka laukaisevat autofagian. Pitkäketjuiset omega-3-rasvahapot, joita löytyy lohesta, sardiineista, turskasta, silakasta, makrillista ja levistä, käynnistävät autofagiaa. Näitä rasvahappoja suositellaan mm. aivojen ja maksan terveydeksi juuri tämän autofagian käynnistämisen takia. Kalasta peräisin olevien omega-3-rasvojen on osoitettu suojaavan verkkokalvoa lisäämällä autofagiaa.

Lääkinnälliset sienet kuten lakkakääpä ja pakuri, lisäävät autofagiaa ja voivat tätä kautta torjua syöpää. Spermidiini lisää autofagiaa aivoissa ja voi suojata hermoston rappeutumiselta. Spermidiinipitoisia elintarvikkeita ovat jalostamattomat kasviperäiset ruoat kuten esimerkiksi shiitake-sieni, tuore vihreä paprika, vehnänalkio, amarantinjyvät, kukkakaali ja parsakaali sekä durian-hedelmä. Kaikenlaiset käymisen kautta valmistetut soijapaputuotteet, kuten natto ja monet kypsät juustot, ovat myös hyviä lähteitä.

Kylmäaltistus

Avantouinti, kylmä suihku tai muu vastaava kylmäaltistus ja sen aiheuttama elimistön sisäinen lämmöntuotanto voi parantaa aineenvaihduntaa ja verenkiertoa sekä aktivoida niin sanottua ruskeaa rasvaa, jota on erityisesti niskassa ja yläselässä. Ruskean rasvan tehtävänä on tuottaa nopeasti lämpöä. Ruskea rasva polttaa tähän tarkoitukseen tavallista valkoista rasvaa. Ruskeassa rasvakudoksessa paranee mitokondrioiden toiminta, aineenvaihdunta tehostuu ja lämmönsäätelykyky lisääntyy. Kylmäaltistus voi siis auttaa painonhallinnassa, vähentää palelua ja parantaa kylmänsietokykyä.

Kylmähoito saattaa vähentää niveltulehduksia. Tämä seikka todettiin suomalaistutkimuksessa kun niveltulehduksesta kärsivät potilaat raportoivat kipujen huomattavasta vähenemisestä ottamalla vain 2 minuutin kylmän suihkun joka päivä viikon ajan. Jääkylvyn tai kylmän suihkun ottaminen auttaa vähentämään lihaskipua ja auttaa toipumaan rasittavasta liikunnasta.

Terapeuttinen kylmähoito voi auttaa hermostoa rappeuttavissa sairaustiloissa autofagian keinoilla, eli vähentämällä hermosolujen apoptoosia ja tulehdusta. Kylmäaltistus lisää adiponektiini-proteiinin tuotantoa, joka auttaa säätelemään verensokeria. Näin kylmäaltistuksella voidaan mahdollisesti ehkäistä tyypin 2 diabetesta.

Lämpöhoito

Autofagiaa voi tehostaa lämpöhoidolla esimerkiksi saunassa. Kun altistumme korkeille lämpötiloille, olipa se sitten saunassa tai liikunnan aikana, se aiheuttaa lievää hapetusstressiä elimistössä. Kehon fysiologinen vaste tähän on käynnistää sen eri puolustusmekanismit. Erityisiä lämpöshokkiproteiineja tuotetaan lämpörasituksen seurauksena. Nämä auttavat sopeutumaan stressiin. Lämpöshokkiproteiineja vapautuu tulehduksen, lämpöstressin, nälkiintymisen, happivajauksen tai jopa veden puutteen yhteydessä.

Lämmölle altistettaessa käynnistyy lukuisia solutapahtumia, jotka nykyään tunnetaan varsin hyvin. Vapaiden radikaalien kertyminen (hapetusstressi) ja soluvauriot vähenevät. Autofagian tyyppisesti korjataan vaurioituneita proteiineja ja solujen antioksidanttiominaisuuksia (erityisesti glutationin osalta) vahvistetaan.

Pätkäpaasto ja kalorirajoitus

Paastoaminen, josta pätkäpaasto on parhaimpien tekniikoiden joukossa, käynnistää joukon terveyttä edistäviä toimintoja soluissamme. Aika hyvin tunnetaan ns. mTOR-signalointi, joka edistää vahvasti elimistön tasapainoa ja autofagiaa. Brutaaleissa eläinkokeissa on estetty autofagia. Tämä johtaa sairastumiseen ja eliniän odotteen laskuun paastotilasta huolimatta.

Tutkijat olettavat, että paaston pitkäikäisyyttä lisäävä ominaisuus välittyy nimenomaan autofagian ja lisääntyneen sirtuiini-aktiviteetin (katso alla!) myötä. Kliinisissä kokeissa on todettu selkeästi korkeampi sirtuiini-aktiviteetti pätkäpaastossa verrattuna normaalitilaan. Ketogeeninen ruokavalio yhdistettynä kalorirajoitukseen vaikuttaa hyvinkin houkuttelevalta vaihtoehdolta. Tästä löytyy runsaasti tutkimusnäyttöä. Jotkut tutkijat pitävät yhdistelmää ketogeeninen ruokavalio ja paasto niin hyvänä, että se on merkittävin askel minkä yksittäinen ihminen voi ottaa halutessaan parantaa autofagiaa ja terveyttä.

Liikunta

Koko ajan elimistössämme tapahtuu solujen hajoamista (katabolia) ja rakentumista (anabolia). Tämän hyvin hienon hajottamisen ja rakentamisen tasapainon varmistamiseksi autofagialla on tärkeä rooli. Liikuttaessa on vallitsevana ominaisuutena katabolia, jolloin solut hajoavat ja solun osaset otetaan talteen myöhempää käyttöä varten (levossa tapahtuva solujen korjaaminen ja uudistuminen, eli anabolia). Liikunnalla on erittäin tärkeä rooli autofagiassa. Siksi on niin tärkeää, että liikumme joka päivä. Tutkijat uskovat, että liikunnan harjoittaminen kiihdyttää autofagiaohjelmaa, koska lihassupistukset ovat oikeastaan yksi elimistön stressin muoto.

Liikunta vähentää tehokkaasti tulehduksia. Mekanismi tunnetaan varsin hyvin. Lisäksi liikunnan pitkäaikaisvaikutuksia tutkitaan vilkkaasti. On selvinnyt erityinen SIRT1-ketju (sirtuiinientsyymit). Sirtuiinit käynnistää tehokkaasti liikunnan lisäksi lämpöaltistus ja paastoaminen. Liikunta (ja muut äsken mainitut toiminnot) toimii ärsykkeenä, joka saattaa elimistön tasapainon järkkymistilaan, jolloin syntyy tapahtumaketjuja, jotka pyrkivät palauttamaan tasapainon käynnistämällä mm. näitä SIRT1-pitkäikäisyysgeenejä (oikeastaan -entsyymejä, eikä aitoja geenejä).

Kysymyksiä ja havaintoja

Oletko ollut tietoinen autofagiasta? Miten ajattelit tukea elimistösi autofagiaa? Kerro kokemuksistasi!

Lähteet:

Hansen Avery. Autophagy : How to Use Your Body’s Natural Intelligence for Self-Cleansing, Anti-Aging, and Rapid Weight Loss. Amy Newton, 2020

Hardwood Peter. Autophagy. Paul Kembly, 2019

Kaarniranta Kai, Meri Seppo, Eskelinen Eeva-Liisa. Lääketieteen Nobelin palkinto autofagian tutkijalle. Duodecim 132 (22) :2141-2144, 2016

Kirshenbaum Lorrie A. (Editor). Biochemistry of Apoptosis and Autophagy. Springer Nature Switzerland AG, 2022

Land Siim. Metabolic Autophagy. Independently Published, 2019

Mayer Melissa. Jumpstart Autophagy. Ulysses Press, 2019

Norberg Helin, Norberg Erik (Editors). Autophagy and Cancer. Humana Press, 2022

Sovijärvi Olli, Arina Teemu, Halmetoja Jaakko. Biohakkerin käsikirja : päivitä itsesi ja vapauta sisäinen potentiaalisi. Biohacker Center BHC Oy, 2017

Weidong Le (editor). Autophagy: Biology and Diseases. Science Press and Springer Nature Singapore Pte Ltd., 2020

About Author

turpaduunari

See author's posts