Hoe vasten voor autofagie werkt | Primal Focus
arrow_drop_up arrow_drop_down
Vasten voor autofagie

Hoe vasten voor autofagie werkt

Er komt steeds meer aandacht voor de helende eigenschappen van autofagie. Nu lijkt vasten momenteel een van de beste methoden om daadwerkelijk genezende hoeveelheden autofagie te bereiken. Mede door deze reden is 'autofagie vasten' populairder dan ooit. Uiteraard wil iedereen wel gezond oud worden. Laten we in dit artikel eens kijken hoe autofagie aan de hand van vasten precies in zijn werk gaat.

Autofagie is een katabool proces

Om autofagie te bereiken moet de balans van het metabolisme richting katabool gaan. Dit houdt in dat anabole signalen zo veel mogelijk moeten worden geremd en katabole signalen gestimuleerd. Nu lijkt er geen betere manier te zijn om katabolisme te stimuleren dan aan de hand van vasten.

Er zijn 2 regulatoren van het metabolisme die doorslaggevend zijn voor het wel of niet optreden van autofagie. Het gaat hier om de metabole pathways AMPK (AMP-activated protein kinase) en mTOR (mammalian target of rapamycin). Wanneer je de werking van deze pathways begrijpt, wordt het duidelijk waarom en wanneer autofagie tot stand komt. (1)

mTOR stimuleert anabolisme en remt autofagie

Het mTOR gen codeert voor en kinase eiwit. In deze vorm is het terug te vinden in mTORC1 en mTORC2, waarbij de C staat voor complex (een verzameling van eiwitten). Door zijn kinase activiteit kan mTOR er voor zorgen dat andere eiwitten worden geactiveerd. Hiervoor moet het mTOR complex eerst zelf worden gestimuleerd, maar hoe dit gebeurt behandelen we straks.

De downstream effecten van mTORC1

mTORC1 is een van de nutriënten sensoren van de cel. Het kijkt constant of er genoeg energie en voedingsstoffen aanwezig zijn om opbouw en groei voort te zetten. Wanneer dit het geval is, stimuleert mTORC1 celgroei en anabolisme. Dit doet het voornamelijk door het in gang zetten van eiwitsynthese. (2)

De downstream effecten van mTORC2

mTORC2 heeft voornamelijk effect op filamenten en vezels die deel uitmaken van de cellen in je lichaam. Deze onderdelen geven structuur, stevigheid en volume aan de cel. Daarnaast beinvloed mTORC2 de activiteit van anabole receptoren zoals die van insulin-like growth factor 1 (IGF-1). (3,4)

autofagie mTOR
De rol van mTOR binnen anabolisme

Samen zorgen de mTOR eiwitten voor alles wat met anabolisme te maken heeft. Denk hierbij aan stimulatie van celgroei, proliferatie van cellen, DNA herstel, angiogenese, eiwitsynthese, werking van het immuunsysteem en spieropbouw. (5)

De manier waarop mTOR zelf gestimuleerd wordt

Voordat mTOR kan overgaan op het stimuleren van anabolisme moet het eerst zelf getriggerd worden. Signalen die mTOR kunnen reguleren zijn in meerdere categorieën onder te verdelen. Zo zijn er signalen die wat zeggen over de nutriëntstatus van de cel. Dit kunnen glucose concentraties zijn of als resultaat hiervan de hoeveelheid insuline (een van de krachtigste anabole hormonen). Ook aanwezigheid van voldoende aminozuren, met name leucine, speelt een belangrijke rol. 

Energie status en overige stimuli die mTOR reguleren

Een cel kan niet anabool zijn als het een gebrek heeft aan energie. Hierdoor speelt de aanwezigheid van ATP en acetyl-CoA mee in het wel of niet stimuleren van mTOR. Daarnaast is mTOR gevoelig voor mechanische stress. Bijvoorbeeld in de vorm van spierschade na krachttraining. Wanneer een cel onder grote stress lijdt door reactive oxygen species, dan kan dit weer een aanleiding zijn om anabolisme te remmen. 
In het kort: mTOR neemt nauwkeurig en op meerdere manieren waar of dat er voldoende materialen, energie en aanleidingen zijn om over te gaan op anabolisme.

AMPK stimuleert katabolisme en autofagie

In het metabolisme zou je AMPK kunnen zien als de tegenhanger van mTOR. AMPK is ook een energie sensor en wordt voornamelijk aangestuurd door de AMP:ATP ratio. Wanneer er veel AMP is en weinig ATP geeft dit blijk van lage energiewaarden in de betreffende cel. Als gevolg hiervan activeert AMPK zijn downstream eiwitten, waardoor een reeks aan katabole processen in gang wordt gezet. 

De katabole effecten van AMPK

Bij activatie van AMPK gebeurt het volgende:
  • Directe remming van mTOR. Hierdoor wordt niet alleen katabolisme gestimuleerd bij actief AMPK, maar anabolisme ook nog eens geremd.
  • Remmen van glycogenese. Waardoor nog aanwezige brandstof zorgvuldig wordt gebruikt voor energieproductie.
  • Opouw van het autofagosoom. Dit is de structuur die autofagie van onder anderen achterstallige organellen en celonderdelen mogelijk maakt. Hierdoor kan de betreffende cel na opschoning efficiënter omgaan met energie en nutriënten. 
  • Stimuleren van ATGL. Dit is een enzym dat zorgt voor het vrijkomen van vetzuren voor beta-oxidatie. 
  • Remming van ACC. Dit zorgt ervoor dat een overschot aan energie in de vorm van glucose niet wordt omgezet tot vetzuren, maar direct wordt gebruikt voor energieproductie. 
  • Verhoging van NAD+ niveaus. Verhoging van NAD+ zorgt onder anderen voor verhoogde expressie van sirtuïnes. Dit is een familie van genen die bijvoorbeeld door stimulatie van autofagie bijdragen aan het verlengen van levensduur. 
Autofagie AMPK
De rol van AMPK in katabolisme en autofagie

De manieren waarop AMPK zelf gestimuleerd wordt

We hebben zojuist al kort besproken dat AMPK actief wordt bij een hoge AMP:ATP ratio. Er zijn echter nog een aantal belangrijke triggers die AMPK stimuleren zoals:
  • Sporten. Zowel cardiovasculaire training als krachttraining kan AMPK activeren. 
  • Sauna. Milde stress aan de hand van hitte kan AMPK stimuleren.
  • Kou. Ook acute kou triggert AMPK. Het effect wordt nog groter als hitte wordt opgevolgd door kou in bijvoorbeeld hot-cold therapie. 
  • Hypoxie. Het ontbreken van voldoende zuurstof is een aanleiding voor katabolisme aan de hand van AMPK. 

Activatie van AMPK en onderdrukking van mTOR is de sleutel tot autofagie

Je weet nu dat autofagie een katabool proces is. Hierdoor is het dus van cruciaal belang om AMPK te stimuleren als je autofagie teweeg wilt brengen. Daarnaast is het ook noodzakelijk om anabolisme via mTOR activatie te voorkomen. mTORC1 heeft namelijk een direct remmend effect op autofagie. Om deze reden wil je tijdens het vasten voorkomen dat je anabole signalen aan je lichaam geeft in de vorm van:
  • Aminozuren. Voornamelijk leucine geeft een sterk anabool signaal. Enkele grammen leucine kunnen autofagie al verstoren door anabolisme te sterk te activeren via mTOR.
  • Koolhydraten. Door het stijgen van je bloedsuikerspiegel produceert je alvleesklier insuline. Afhankelijk van hoe katabool je op dat moment bent, kunnen tientallen grammen koolhydraten al zorgen voor het remmen van autofagie. 
  • Vetten. Vetzuren zijn een minder sterke trigger van anabolisme, zeker als je in diepe ketose bent. Toch kan de inname van kleine hoeveelheden vetten tijdens het vasten autofagie verstoren. 

Balans tussen anabolisme en katabolisme

Het menselijk lichaam is gemaakt om een grote variatie aan omstandigheden te kunnen doorstaan. Van nature zijn we gewend om anabolisme en katabolisme af te wisselen. In tijden van voedselschaarste kreeg onder anderen de katabole regulator AMPK de overhand. Hierdoor was ons lichaam in staat onze cellen op te schonen. Wanneer er weer voedsel tot onze beschikking was, brak er een anabole fase aan. Door de activatie van mTOR waren we op dat moment in staat om onze gezonde cellen te vergroten en dupliceren. Daarnaast konden we spierweefsel aanmaken, calorieën opslaan en DNA repareren. Al deze maatregelen waren weer een voorbereiding op minder gunstige (katabole) tijden in de toekomst. 

Westerse samenleving voornamelijke anabool

Vandaag de dag dwingen omstandigheden ons nog maar nauwelijks om katabool te zijn. Het resultaat is dat ons metabolisme uit balans is en overhelt naar anabolisme. Hierdoor blijven onze cellen maar groeien, zonder dat er ooit een inefficiënte cel wordt verwijderd aan de hand van autofagie. Daardoor stapelen foute cellen en organellen zich op, waardoor ze ons metabolisme verstoren. Op korte termijn hebben we last van een inflexibel metabolisme, wat resulteert in gebrek aan energie en vermoeidheid. Het nadeel op lange termijn is dat we groter risico lopen op degeneratieve ziekten als alzheimer, diabetes en hart- en vaatziekten. 

Tot slot

Om langer en gezonder te kunnen leven, zullen we dus een leefstijl aan moeten nemen waarbij we anabolisme en katabolisme afwisselen. Een eenvoudige oplossing is het introduceren van autofagie vasten. Hierbij vast je lang genoeg om gezonde hoeveelheden autofagie te bereiken. Gelukkig groeit het bewustzijn rondom de mogelijkheden van vasten voor autofagie. Bovendien staat het onderzoek rondom dit fenomeen nog in de kinderschoenen, dus zullen we er in de toekomst nog veel meer van horen.

Referenties

1. Land, Siim. Metabolic Autophagy: Practice Intermittent Fasting and Resistance Training to Build Muscle and Promote Longevity (Metabolic Autophagy Diet Book 1) (p. 499). Kindle Edition.
2. Wullschleger, S. et al (2006) 'TOR Signaling in Growth and Metabolism', Cell, Vol 124(3), p 471-484.
3. Sarbassov, DD. et al (2004) 'Rictor, a Novel Binding Partner of mTOR, Defines a Rapamycin-Insensitive and Raptor-Independent Pathway that Regulates the Cytoskeleton', Current Biology, Vol 14(14), p 1296-1302.
4. Yin, Y. et al (2015) 'mTORC2 promotes type I insulin-like growth factor receptor and insulin receptor activation through the tyrosine kinase activity of mTOR', Cell Research, Vol 26, p 46-65.
5. Wullschleger, S. et al (2006) 'TOR Signaling in Growth and Metabolism', Cell, Vol 124(3), p 471-484.
Reactie plaatsen
We maken gebruik van cookies!