Was ist Autophagie? Über den Zellreinigungsprozess und sein Potenzial

Warum sich Deine Zellen selbst essen und welche Vorteile das hat

Wenn wir Hunger haben, bedeutet das normalerweise, dass wir etwas essen sollten, da der Körper Nährstoffe benötigt. Wenn wir zu lange warten, bis wir etwas essen, beginnen sich unsere Zellen selbst aufzuessen, um daraus neue Energie zu gewinnen.

Was sich makaber anhört, ist ein natürlicher Selbstreinigungsprozess unseres Körpers, der uns gesund und leistungsfähig hält und den Alterungsprozess verlangsamt. Die Rede ist von Autophagie.

In diesem Artikel behandeln wir die wichtigsten Fragen in Bezug auf den Prozess der Autophagie:

• Was ist Autophagie?
• Woher stammt der Begriff der Autophagie?
• Was steuert die Autophagie?
• Welche Aufgaben hat die Autophagie?
• Wann wird Autophagie ausgelöst?
• Wie lässt sich Autophagie beschleunigen/verstärken?
• Ist zu viel Autophagie schädlich?

Was ist Autophagie?

Das Wort „Autophagie“ stammt aus dem Griechischen und bedeutet so viel wie „sich sich selbst verzehrend“. Es handelt sich dabei um Recyclingprogramm, bei dem beschädigte oder nicht mehr benötigte Zellbestandteile oder sogar die ganze Zelle abgebaut und in die einzelnen Bausteine aufgespalten werden. Anschließend können diese „recycelten“ Stoffe dann sogar wieder verwertet werden.

Autophagie umschreibt also ein biologisches Programm, mit dessen Hilfe sich unsere Zellen selbst verdauen bzw. sich selbst reinigen und von Ballast und Ablagerungen befreien können. Wissenschaftler sprechen auch von Autophagozytose.

Ist dieser Mechanismus gestört, sammelt sich immer mehr Zellmüll an, der die Funktionen der Zelle stört und letztendlich sogar zum Absterben, dem Zelltod führen kann.

Im DocCheck Flexikon dem Medzinlexikon zum Mitmachen findet sich folgende Kurzdefinition: Die Autophagie ist ein intrazellulärer Prozess, bei dem zelleigenes zytosolisches Material wie fehlgefaltete Proteine oder beschädigte Zellorganellen abgebaut werden.

Der dahinter stehende Mechanismus wird dabei wie folgt erklärt: Bei der Autophagie wird zelluläres Material in ein spezialisiertes Organell, das Autophagosom, aufgenommen. Dieses verschmilzt mit Lysosomen, wodurch sogenannte Autophagolysosomen entstehen. Das zyotosolische Material aus den Autophagosomen wird durch die Enzyme der Lysosomen abgebaut.

Der Vorgang der Autophagie ist wichtig für das Gleichgewicht zwischen der Herstellung von neuen Zellen und dem Abbau alter Zellbestandteile. So lebt ein Mitochondrium einer Leberzelle zum Beispiel zehn Tage, bevor es durch Autophagozytose abgebaut wird. Die dabei aufgespaltenen Einzelbestandteile werden danach zum Aufbau von neuen Strukturen wieder verwertet. Autophagie ist damit ein Mechanismus mit dem die Zellen sich selbst reinigt.

Wenn zu wenig Nahrung zugeführt wird, sorgt der Prozess der Autophagie dafür, dass Eiweiß in den Zellen abgebaut und als Aminosäuren wieder für den Aufbau neuer Zellen und Gewebe bereit steht. Autophagozytose dient damit dem Überleben auch in kargen Zeiten.

Dauerhafte Störungen dieser essenziellen Zellfunktion, werden in Verbindung gebracht mit Stoffwechselerkrankungen wie Diabetes, neurodegenerativen Krankheiten, Infektionen bis hin zu Krebs und vorzeitiger Zellalterung.

Woher stammt der Begriff der Autophagie?

Geprägt wurde der Begriff der Autophagie bereits 1963 von Christian de Duve, der diesen Selbstverdauungsprozess der Zelle erstmals entdeckte. Dem japanischen Wissenschaftler Yoshinori Ōsumi wurde 2016 der Nobelpreis für Medizin verliehen, weil es ihm aufgrund seiner Forschungen gelang, die Mechanismen der Autophagie genauer zu erklären (https://www.nobelprize.org/nobel_prizes/medicine/laureates/2016/press.html).

Was steuert die Autophagie?

Zellen essen sich nicht einfach selbst auf. Dieser Prozess findet nur unter ganz bestimmten Bedingungen statt und hängt von komplexen molekularen Bedingungen ab. Dabei beteiligt sind Enzyme wie mTOR und AMPK, die genau beobachten, wie viele Nährstoffe und wie viel Energie der Zelle zur Verfügung stehen.

Wenn zu wenig davon vorhanden ist, leiten sie den Prozess der Autophagie ein, um alte Zellbestandteile abzubauen, die aktuell nicht gebraucht werden. Die dadurch gewonnenen Bestandteile kann der Körper dann zum Aufbau neuer und dringend benötigter Zellbestandteile nutzen.

Durch die Verbrennung solcher Altlasten zu verwertbarer Energie kann der Körper auch das Überleben der Zelle in energiearmen Phasen garantieren.

Welche Aufgaben hat die Autophagie?

1. Autophagie als Überlebensmechanismus

Überflüssiges verdauen und daraus Baustoffe oder Energie gewinnen → Autophagie dient damit als Überlebensmechanismus in kargen Zeiten.Der Altersforscher und Prof. Frank Madeo beschreibt diesen Prozess in einem Vortrag auf youtube folgendermaßen:

„Wenn Zellen Nahrungsmangel ausgesetzt werden, verdauen sie alles, was nicht benötigt wird. Zellen sind in der Lage, diesen „Zellmüll“ in Energie umzuwandeln, die sie in weiterer Folge dem Körper wieder zur Verfügung stellen.“

2. Autophagie als Teil des Immunsystems und Abwehrmechanismus

Wenn Fremdeiweiße oder unerwünschte Viren und Bakterien in die Zellen eindringen, werden sie Rahmen der Autophagie einfach aufgefressen und damit unschädlich gemacht.

3. Autophagie als Reinigungs- Reparaturmechanismus

Bei den vielen Stoffwechselprozessen in unserem Körper kommt es immer mal wieder zu Schäden an Zellbestandteilen und zur Ausbildung von fehlerhaften Proteinen. Damit diese keine Probleme verursachen, werden sie durch die Autophagie einfach zerlegt und beseitigt, was im Endstadium auch zum Zelltod, der sogenannten Apoptose führen kann.

Wenn dieser Reinigungsprozess gestört ist, lagern sich immer mehr Substanzen in unseren Zellen ab, was als einer der Hauptgründe für Zellalterung betrachtet wird. Man könnte auch sagen, zusammen mit der Apoptose ist die Autophagie die zelluläre Qualitätskontrolle und damit essenziell für die Aufrechterhaltung der Funktionalität unserer Zellen.

Im Tierversuch konnte gezeigt werden, dass eine Kalorienreduktion die Lebenserwartung steigert. Der Grund könnte die dadurch vermehrt stattfindende Autophagie sein, durch die die Zellbestandteile öfter abgebaut und wieder neu aufgebaut werden, so dass sich weniger „Ballast“ ablagert.

Wann wird Autophagie ausgelöst?

Autophagie läuft in geringem Umfang in allen Zellen im Hintergrund ab, wird aber verstärkt durch Nahrungsmittelknappheit (insbesondere durch Aminosäurenmangel) und jede andere Art von Stress (metabolisch, genotoxisch, infektiös und hypoxisch).

Das heißt also, durch Fasten und längere Phasen ohne Nahrung können wir den Prozess der Autophagie in Gang setzen. Wie Forscher herausgefunden haben, brauchen wir nicht tagelang zu hungern, sondern es reicht aus, 14 – 18 Stunden am Tag zu fasten, sogenanntes intermittierendes Fasten.

In dieser Zeit sollte man auf die Zufuhr von Kalorien verzichten. Das Trinken von Wasser, Tee oder ungesüßtem Kaffee ist hingegen erlaubt. Kaffee soll das Einsetzen der Autophagie sogar beschleunigen.

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Wie lässt sich Autophagie beschleunigen/verstärken?

Beschleunigt werden kann die Autophagie also durch das Trinken von Kaffee während der Fastenphase. Anscheinend ist nicht das Koffein ausschlaggebend für die unterstützende Wirkung, sondern bestimmte Pflanzenstoffe, so dass auch koffeinfreier Kaffee in dieser Hinsicht wirkt.

Ebenfalls die Autophagie vorantreibend ist ein Training während der Fastenphase. Es gibt wohl keine bessere Methode als ein Training im Nüchternzustand, um den Reinigungsprozess der Zellen anzuregen. Bewegung erhöht schließlich den Energiebedarf und wenn diese nicht von außen zugeführt wird, kann der Zellmüll besonders effektiv recycelt und zu Energie verbrannt werden.

Darüber hinaus sollen spermidinhaltige Nahrungsmittel wie Weizenkeime, frischer grüner Pfeffer, Pilze, Sojabohne (v. a. fermentiert), Zitrusfrüchte (v. a. Grapefruit) die Autophagie vorantreiben.

Zu häufiges Essen und hohe Insulinspiegel hingegen hemmen den Prozess der Autophagie

Ist zu viel Autophagie schädlich?

Nachdem bisher Gesagten scheint es sinnvoll, den Prozess der Autophagie voranzutreiben. Aber Autophagie kann auch gefährlich werden. Bei bestimmten Tumorerkrankungen scheint Autophagie das Wachstum von Krebszellen zu beschleunigen. Dennoch gibt es für den Otto-Normal-Verbraucher keinen Grund zur Sorge.

Eine durch Fasten, Kalorienrestriktion, Kaffee und durch andere selbst Maßnahmen induzierte Autophagie scheint sich durch und durch positiv auf Langlebigkeit und Gesundheit auszuwirken.

Weitere Infos zum Thema:

• Deretic, Vojo und Klionskiy, Daniel J.: Reinemachen in der Zelle. www.spektrum.de/pdf/sdw-08-12-s058-pdf/973530?file (20.02.2016).
• DocCheck Flexikon: Autophagie. http://flexikon.doccheck.com/de/Autophagie (20.02.2016).
• Exl., Sandra M.: Autophagie – Entschlackung der Zellen. http://heilfasten-portal.com/fachartikel-fasten/autophagie-entschlackung-zellen.html (20.02.2016).
• Facharztwissen: Autophagie. http://www.medicoconsult.de/Autophagie/ (20.02.2016).
• Kitz Kramer, David: Autophagie / Autophagozytose. http://www.antik.oerper-online.de/resources/18/647/Autophagie-+Autophagozytose/ (20.02.2.016).

Was macht Autophagie im Körper?

Dieser Artikel erschien ursprünglich am 26. November 2017 und wurde zuletzt überarbeitet am 14. Februar 2023.