Fördelar med autofagi

Om du haft ett byggprojekt hemma har du kanske märkt att det snabbt blir ganska stökigt. Du prioriterar bygget före städning och underhåll. Cellerna fungerar på samma sätt. Om cellen är inriktad på tillväxt kommer städning och underhåll i andra hand.

I cellerna sköts städning och underhåll av en process som kallas autofagi. ”Auto” betyder själv och ”fagi” äta. Den bokstavliga betydelsen av autofagi är alltså ”självätande”. Även om det kanske låter ohälsosamt att äta sig själv, är det en fördelaktigt process för din kropp.

Tre typer av autofagi: makro, mikro och CMA. Bild: Wikipedia

Urgammal mekanism

Autofagi är en urgammal evolutionär mekanism som ser till att kroppen eliminerar trasiga proteiner, lipider, mikrober och organeller (exempelvis mitokondrier, mitofagi)och återvinner beståndsdelarna. Denna evolutionära funktion har bevarats eftersom den främjar överlevnad och anpassning till olika stressfaktorer. Ju mer stress som cellen utsätts för, desto mer aktiveras de autofagiska processerna.

Det är en ganska ny upptäckt. Den japanska professorn Yoshinori Ohsumi kunde på 1990-talet kunde visa att autofagi förekommer i jäst. Han identifierade 15 gener kopplade till denna process. Därefter kartlade han mekanismerna bakom autofagi och visade att processen även pågår i mänskliga celler. Dessa upptäckter belönades med Nobelpriset i medicin 2016.

Yoshinori Ohsumi nobelpris för autofagi 2016. Krävande men intressant föreläsning på youtube. 

Pac-Man

Vanlig autofagi startar med att skräp samlas upp av en säck som liknar en Pac-Man. Den smälter sedan samman med en cellulär återvinningsstation packad med nedbrytande enzymer som kallas lysosom. Avfallet bryts ner och skickas sedan ut och återanvänds av cellen.

De autofagiska processerna sker hela tiden, oavsett om en cell svälter eller inte. Det sker på en basnivå. Under normala förhållanden tar autofagi bort skadade proteiner och organeller för att förhindra cellskador. Men under stress (t.ex. svält, frånvaron av tillväxtfaktorer eller syrebrist) ökar autofagi.

Styrketräning och autofagi

När du tränar styrka behöver du aminosyror för att bygga upp musklerna. För att växa måste mTOR (mTORC1) aktiveras. När mTOR upptäcker aminosyror tar de sig genast till lysosomerna. Där finns stora lager av aminosyror i form av nedbrutna proteiner. Det är en bra byggarbetsplats med både ett inflöde och ett lager att jobba med.

Om du hela tiden äter proteiner och kolhydrater, kommer mTOR att vara konstant aktiv. Cellen bygger nya proteiner och bryr sig inte om underhåll och återanvändning. Det leder till att det samlas trasig och dåliga proteiner i cellen. Den blir stökig. mTOR är fokuserat på tillväxt och hämmar autofagi, fettnedbrytning, glygogensyntes och ökar fett- och kolestoroluppbyggnad.

En av de stora hälsovinsterna med löpning är att det aktiverar autofagi. När du springer förbrukar du energi, vilket aktiverar AMPK som bromsar mTOR. Kroppen vill inte växa när det råder energibrist. Det leder till autofagi, men också till nedbrytning av fett och glukos och minskad fett- och kolestoroluppbyggnad.

Både mTOR och autofagi behövs

Mycket aktivitet i mTOR kan kopplas till dålig hälsa och kortare liv, medan minskad aktivitet i mTOR kan kopplas till långa, friska liv. Men du behöver alltihop - tillväxt, städning och underhåll - för att må bra. Kruxet är att använda mTOR på ett smart sätt. Ibland ska mTOR vara av, ibland på.

Om du fastar 12 timmar aktiveras först och främst proteasomerna. De börjar genast dammsuga cellen på märkta proteiner. Du aktiverar även normal autofagi (makroautofagi) som äter upp och spyr ut sitt innehåll i lysosomerna. Du aktiverar förmodligen även mer specifik autofagi, så kallad CMA ( chaperon medierad autofagi). Det är en mer selektiv form av autofagi som letar upp specifika proteiner för nedbrytning. Denna process går förmodligen ännu snabbare om du springer ett pass före frukost.

Men du kan inte bara ägna dig åt återanvändning. Till slut tar du slut. Du behöver aktivera mTOR också. Jag försöker samordna styrketräning med middagen (som brukar ha mest protein av dagens måltider). Proteiner aktiverar mTOR och det gör även styrketräning.

Snart dags att springa igen

Det är bra med näring men för mycket näring tycks påverka hälsan. Därmed kanske någon form av fasta är bra. 

Efter förra veckans tävling har jag tagit det lugnt. Jag har inte sprungit, men jag har åkt skidor. På söndagen åkte jag runt sjön. Isen var omkring en halvmeter tjock men det hade bildats stora vattenpölar på isen. 

Rött kött och hjärtproblem

Dieter med mycket protein är bra för muskelbyggare och har också blivit populära hos de som vill gå ner i vikt, men en ny studie visar att mycket protein ger mer instabilt plack i artärerna. Instabilt plack kan brista och blockera artärer.

Bild: Pixabay.

"Det finns tydliga fördelar med viktminskning för dieter med högt proteinhalt, vilket har ökat deras popularitet," säger studiens huvudförfattare Babak Razani. "Men djurstudier och några stora epidemiologiska studier på människor har kopplat proteinrika dieter till hjärt-kärlproblem. Vi beslutade att ta en titt på om det verkligen finns en orsakssamband mellan proteindiet och sämre kardiovaskulär hälsa."

Forskarna matade möss med en fettrik diet för att bygga upp plack i artärerna. Därför fick några av mössen en proteinrik och fettsnål diet, medan andra fick en fettsnål diet med lite proteiner som kontroll. 

Proteingruppen ökade mängden protein från 15 till 46 procent av kalorierna. Det visade sig att de hade 30 procent mer plack i artärerna än kontrollgruppen.

Plack är en blandning av fett, kolesterol, kalciumavlagringar och döda celler. En slags immunceller som kallas makrofager - som betyder storätare - äter upp plack, men alltför mycket plack dödar dem istället och de döda makrofagerna sällar sig till placket.

Plack som marmorerats med döda makrofager är extremt instabilt. Det befinner sig på bristningsgränsen. När blodet pumpas genom artärer och når placken - särskilt i samband med högt blodtryck - är det risk att placket lossnar och stoppar igen artärerna. Det är ett recept för en hjärtattack. 

Hur hänger det ihop?

En diet med mycket proteiner - som är uppbyggda av aminosyror - aktiverar ett proteinkomplex med namnet mTOR. mTOR finns i nästan alla celler - däribland makrofager - och känner av tillgången på näring. Det är en urgammal funktion. mTOR-komplexets uppgift är att säga till när cellen ska växa och hämmar autofagi och annat underhållsarbete. mTOR stänger alltså av cellernas förmåga att rensa upp det giftiga avfallet från plack. Det är särskilt aminosyrorna leucin och arginin som aktiverar mTOR och avleder makrofager från renhållningsarbetet.

Leucin aktiverar mTOR (mTORC1).

Rött kött har mycket leucin jämfört med till exempel fisk eller proteinrika växter. När du äter rött kött tas proteinerna in i cellens lysosomer som bryter ner dem till aminosyror som leucin. Leucin aktiverar - tillsammans med insulin - mTOR. Det finns gott om näring och cellen fokuserar på tillväxt. Det ger muskler, men tycks försämra organismens livskraft på sikt om flödet fortsätter under lång tid.