Источник: Longo and Mattson, “Fasting: Molecular Mechanisms and Clinical Applications”

Рис. 7.1. Полезное воздействие голодания на различные части тела

И, наоборот, высокий индекс массы тела связывают со снижением умственных способностей и уменьшением притока крови к областям мозга, ответственным за внимание, концентрацию, способность рассуждать, а также за более сложные, абстрактные мысли. Поэтому голодание способствует неврологическим изменениям двумя способами: оно снижает инсулин и ведёт к последовательной, стабильной потере веса.

Когда вы покупаете новый автомобиль, всё в нём отлично работает. Но через несколько лет он немного изнашивается и требует больше ухода. Вам приходится заменить тормозные колодки, затем аккумулятор, затем всё новые и новые детали. В конце концов машина начинает то и дело ломаться, и её техобслуживание обходится в сотни долларов. Есть ли смысл возиться с ней дальше? Пожалуй, нет. Поэтому вы избавляетесь от этой рухляди и покупаете новую машину.

В этом смысле клетки организма похожи на машины. Они стареют, и субклеточные части необходимо удалять и заменять. Со временем клетка становится слишком старой, чтобы её чинить, и уничтожается, чтобы открыть дорогу новым здоровым клеткам.

Клетки, достигшие определённого возраста, запрограммированы на то, чтобы «покончить с собой». Этот процесс называется апоптоз, или запрограммированная клеточная гибель. На первый взгляд, звучит жутко, но этот процесс постоянно обновляет популяцию клеток и необходим для поддержания здоровья. Но когда заменить нужно некоторые компоненты клетки, на сцену выходит процесс под названием аутофагия.

Слово аутофагия, предложенное нобелевским лауреатом Кристианом де Дювом, образовано от греческих слов auto («сам») и phagein («есть»). Иными словами, буквальное значение – «поедать самого себя». Аутофагия – это вид клеточной очистки: регулируемый, упорядоченный процесс разрушения и переработки клеточных компонентов, когда на них начинает тратиться слишком много энергии. После того как больные или разрушенные части клеток вычищены, тело может начать процесс обновления. Взамен разрушенных тканей и клеток создаются новые. Таким образом тело обновляется. Но это работает только тогда, когда старые части разрушены.

Наш организм постоянно обновляется. Мы часто обращаем внимание только на рост новых клеток, забывая о том, что первым шагом должно быть разрушение старой, изношенной клеточной машинерии. Но апоптоз и аутофагия необходимы, чтобы тело правильно работало. Если эти процессы нарушены, развиваются такие болезни, как рак, и накопление старых клеточных компонентов может быть ответственно за многие эффекты старения. Эти нежелательные клеточные компоненты накапливаются со временем, если процесс аутофагии не активирован.

Высокий уровень глюкозы, инсулина и белка выключают аутофагию. И их для этого требуется не много. Аутофагию может остановить всего 3 г аминокислоты лейцина. Вот как это работает: мишень рапамицина млекопитающих (mTOR) – важный сенсор доступности питательных веществ. Когда мы едим углеводы или белки, выделяется инсулин, и повышенный уровень инсулина или даже просто аминокислоты из усвоенного и расщеплённого белка активируют mTOR. Тело чувствует, что появилась еда, и решает, что, поскольку энергии для работы достаточно, то незачем уничтожать старые субклеточные механизмы. В итоге это приводит к подавлению аутофагии. Другими словами, постоянный приём пищи, например частые перекусы, подавляет аутофагию.

И, напротив, когда mTOR в спящем состоянии – когда он не активирован ростом уровня инсулина или аминокислотами из принятой пищи, – аутофагия запускается. Когда тело чувствует временное отсутствие питательных веществ, оно должно определить, какие части клеток сохранить в первую очередь. Самые старые и изношенные части клетки отсеиваются и расщепляются на аминокислоты, которые доставляются в печень, где перерабатываются в глюкозу во время глюконеогенеза. Также из них могут быть построены новые белки. Важно отметить, что покой mTOR связан только с кратковременной доступностью питательных веществ, и на него не воздействует запасённая энергия в виде гликогена в печени или жировых отложений. Запасы энергии организма для mTOR и для аутофагии неактуальны.

Вот почему самый сильный стимул для аутофагии из всех ныне известных – это голодание. И вот почему голодание, в отличие от диет, стимулирует аутофагию – простого ограничения калорий или соблюдения диеты недостаточно. Постоянное потребление пищи, с утра до ночи, мешает активации очищающей аутофагии. Просто подумайте: голодание очищает организм от нездоровых или ненужных клеточных осколков. Вот почему длинные посты часто называли очищением, или детоксикацией.

В то же время голодание стимулирует выработку гормона роста, который сигнализирует телу, что нужно произвести немного новых блестящих частей клеток, полностью обновив организм. Голодание, поскольку оно запускает расщепление старых частей клеток и создание новых, можно считать одним из самых модных антивозрастных методов, какие только существуют.

Аутофагия играет важную роль в профилактике болезни Альцгеймера. Болезнь Альцгеймера характеризуется ненормальным накоплением белков бета-амилоидов (Aß) в мозге. Считается, что это скопление постепенно разрушает синаптические связи в отделах памяти и мышления. Обычно скопления Aß-белков удаляются с помощью аутофагии: клетки мозга активируют аутофагосомы, внутренние «мусоровозы» клеток, которые поглощают Aß-белки, предназначенные для удаления, и выводят их. После этого они попадают в кровь и перерабатываются в другие белки или превращаются в глюкозу, в зависимости от нужд тела. Но при болезни Альцгеймера аутофагии не происходит, и Aß-белок остаётся внутри клеток мозга и постепенно накапливается, что приводит к появлению клинических симптомов болезни Альцгеймера. Рак – ещё одно заболевание, которое может быть результатом нарушения аутофагии.