Аутофагия

Термин «аутофагия» известен с 1963 года и сначала воспринимался как «самопоедание» клеткой своих внутриклеточных структур. Изучение влияния аутофагии на процессы старения привлекло колоссальное внимание лабораторий по всему миру, вплоть до присуждения, как уже сказано выше, Нобелевской премии в области медицины в 2016-м. В настоящее время термин аутофагия обозначает систему внутриклеточной адаптации:

• к жизни — в спокойном состоянии (поддержание «чистоты в доме»);
• выживать — в экстремальных условиях (стресс-адаптация) за счет собственных резервов.

При старении организма клетка теряет способность адекватно реагировать на повреждения, которые происходят в ней, поэтому для борьбы с ними активирует два механизма самозащиты: замедляет клеточный цикл и вводит клетку в состояние старения, либо запускает апаптоз (самоуничтожение). Аутофагия по сути — это ликвидация токсичных продуктов, поврежденных структур перевариванием их с помощью ферментов в сформированных образованиях — аутофагосомах. Токсичными внутриклеточными продуктами чаще всего являются: токсичные окисленные липиды, проблемные белки (40% синтезированного белка содержит ошибки), поврежденные митохондрии (энергетические станции клеток). Это врожденный, генетически обусловленный древний механизм самосохранения клеток в любых ситуациях.

Сформированные аутофагосомы (структуры, подлежащие уничтожению) доставляются в лизосомы (внутриклеточные образования, которые содержат около50 видов ферментов и переваривают все, что попадает к ним). Лизосомы называют «помойным ведром» в клетке, их активность прямо влияет на процесс омоложения. Атофагия — это не только образование аутофагосом, доставка их к лизосомам, переваривание, а и образование вторичных продуктов в виде мономеров, которые клетка может использовать повторно как топливо для выживания. Это напоминает безотходную переработку бытовых отходов во вторичное сырье, которое можно с пользой применять.

Только полный цикл аутофагии (полноценная переработка в качественные продукты) имеет значение и в среднем занимает 10 минут, около 1,0-1,5% клеточных белков каждый час подвергаются этому процессу. Если нарушается этап сборки токсинов с образованием аутофагосом или их качественное переваривание, процесс аутофагии считается незавершенным, повреждение клетки неминуемо.

Процесс аутофагии находится под строгим контролем нейроэндокринной системы и локальных факторов роста. С возрастом процесс незавершенной аутофагии нарастает за счет нарушения именно стадии полноценного переваривания дефектных внутриклеточных структур. Это приводит к ускорению старения. При нормальном старении накопление «внутриклеточного мусора» тоже происходит, но с меньшей скоростью. Доказано активное участие «внутриклеточной уборки» в развитии, делении, старении и смерти клеток, иммунном статусе, подавлении роста опухолей, развитии многих тяжелых заболеваний организма. Это касается и всего организма в целом и кожи.

Кстати, открытие лизосом также привело их исследователя, бельгийского ученого Кристиана де Дюва к Нобелевской премии в 1974 году. И автором термина «аутофагия» в 1963-м стал он же, но тогда молекулярные основы этого процесса только предстояло выяснить. В качестве объекта для изучения аутофагии, нынешний Нобелевский лауреат Осуми выбрал пекарские дрожжи Saccharomyces cerevisiae, причем он использовал мутантные дрожжевые клетки, лишив их предварительно нескольких протеолитических ферментов. Среду, в которой эти дрожжи росли, он намеренно обеднил питательными веществами, чтобы эту самую аутофагию стимулировать, так как «самопоеданием» клетка начинает заниматься именно в условиях голодания.

Влияние аутофагии на старение организма доказано экспериментально и не подвергается сомнению. Поддержание аутофагии в своем организме для продления молодости и жизни возможно при соблюдении определенных достаточно простых правил.

Физические нагрузки: бег в течение 30-80 минут, прогулки в течение 40 минут ежедневно, 150-140 минут физических упражнений в неделю способны снизить риск ранней смерти на 40%.

Питание: для поддержания аутофагии на высоком уровне рекомендуется несколько раз в неделю двухразовое питание в сутки с интервалом 16-18 часов. Снижение поступления в организм легко усваиваемых углеводов (до 30% от общего количества пищи) способствует очищению и обновлению клеток, повышению качества жизни всего организма.

Кожа — это орган с высоким уровнем клеточного обновления, ограничивая внутреннюю среду организма от внешнего воздействия, она постоянно подвергается различным видам внешнего и внутреннего стресса. Биологическое значение аутофагии для кожи очень важно.

1. Самоочищение, продление жизни и замедление старения всех клеток кожи за счет завершенной «внутриклеточной уборки».
2. Стабилизация долголетия и активности стволовых клеток. В коже имеется три вида стволовых клеток. Несмотря на различия, процесс их жизнедеятельности зависит от аутофагии. По мере старения интенсивность аутофагии в стволовых клетках уменьшается — это снижает возможность выживания всех тканей кожи, касается и роста волос.
3. Контроль созревания клеток. На уровне эпидермиса процесс ороговения (кератинизация) является по существу задачей аутофагии. Снижение уровня аутофагии с возрастом замедляет кератинизацию с 28 дней до 60 дней в пожилом возрасте.
4. Общая защита и сохранение клеток при ультрафиолетовом облучении. При УФО в коже генерируется огромное количество окисленных липидов, повреждаются ДНК, белки, митохондрии, образуется множество свободных радикалов. Если аутофагия не сможет спасти клетку, запускаются механизмы клеточной смерти (апаптоз). Стимуляция аутофагии помогает избежать смерти клеткам, замедляет процесс увядания, дает возможность коже самостоятельно противостоять фото- и окислительному стрессу.
5. Утилизация токсичных окисленных липидов, белков и всех деструктивных частиц, опасных для жизни. Их накопление непосредственно влияет на цвет, гладкость кожи, лишает ее сияния. Снижение уровня аутофагии в меланоцитах приводит к появлению пигментации в основном не из-за нарушения синтеза меланина, а за счет уменьшения продолжительности жизни клеток. Поэтому перспективно влиять на цвет и сияние кожи, нормализуя аутофагию в кератиноцитах, а не в самих меланоцитах.
6. Поддержание жизненной активности и долголетия фибробластов. При старении в фибробластах нарушается финальная стадия аутофагии (напомню, резко угнетается способность утилизировать аутофагосомы, хотя их сборка происходит интенсивно). В результате нарушается синтез коллагена, эластина и других протеинов матрикса. Кожа становится рыхлой и дряблой, покрывается сеткой морщин, старение нарастает как снежный ком.
7. Повышает иммунную защиту кожи, нормализует аллергический статус, купирует воспаление и акне.

Это далеко не все возможности аутофагии, многое остается неизвестным до настоящего времени

Инвазивные, омолаживающие косметические процедуры, нарушающие целостность кожи, по сути, являются фактором стресса, поэтому для получения полноценного результата при их использовании, необходимо поддержание системы, отвечающей за очищение клеток. Косметические средства, поддерживающие жизнедеятельность клеток, способствуют нормализации аутофагии и способны подготовить кожу к активным процедурам. Эта возможность полностью укладывается в рамки косметики, созданной идентично структурам кожи. Разумное сочетание инвазивных процедур и физиологически адаптированных к структурам клеток косметических средств поможет не только решать эстетические проблемы, а сохранить кожу здоровой и молодой.

Процесс аутофагии имеет околосуточную цикличность с максимальной активностью в ночное время. Научно доказано, что по мере старения фибробластов и потери циркадианного ритма, ночная активность аутофагии значительно уменьшается. Нарушение биоритмов ведет к торможению аутофагии и наоборот, нарушение аутофагии ведет к нарушению циркадианной динамики в клетке через обменные и окислительные воздействия.