3 октября 2016 года в Стокгольме Нобелевским комитетом был объявлен лауреат премии в номинации по физиологии и медицине. Им оказался Ёсинори Осуми - японский микробиолог, подробно описавший механизм аутофагии клеток живых организмов. Не сказать, что это стало сногсшибательным ноу-хау, ведь данный процесс был открыт ещё в 60-х гг. XX века. Однако талантливому профессору удалось раскрыть его с новой стороны, и одна из самых престижных международных наград оказалась в его руках.
Мало какие научные достижения, за которые ежегодно вручается Нобелевская премия, оказываются достоянием широкой публики. В большинстве своём они интересны лишь узкому кругу знающих и просвещённых. Однако открытие японского учёного с тех пор стало невероятно популярным.
Сегодня о нём говорят не только диетологи, медики и биологи, но и те рядовые граждане, которые ведут здоровый образ жизни, регулярно занимаются чисткой организма, стараются похудеть или являются приверженцами оздоравливающей системы голодания. Оказывается, механизмы клеточной аутофагии в жизни не только людей, но и всех живых существ играют важную роль.
О талантливом учёном
Ёсинори Осуми (родился в 1945 году) - японский учёный, микробиолог, профессор, доктор наук, преподаватель Токийского технологического института, член Европейской Организации Молекулярной Биологии.
Японский учёный, молекулярный биолог Ёсинори Осуми
Начиная с 80-х гг. XX века, занимался изучением исключительно процесса аутофагии. Он был открыт задолго до него, ещё в 60-е гг., но о его роли в организме и важности для человеческой жизни никто даже не подозревал. И только Ёсинори Осуми удалось выяснить в начале 90-х годов, насколько он значим для каждого живого существа на планете.
Задолго до Нобелевской премии японского микробиолога неоднократно награждали за его открытие. Вот некоторые из самых значительных наград:
- 2008 год - премия Асахи, «За точные молекулярные исследования аутофагии и внутриклеточной системы деструкции».
- 2015 - премия Розенстила, «В знак признания за новаторские открытия молекулярных и биологических функций аутофагии».
- 2016 - премия Поля Джанссена, «За открытие молекулярной основы аутофагии как универсального процесса самопереваривания клеток для получения энергии, спасающей жизнь во время голодания».
- 2016 - Нобелевская премия, «За открытие механизмов аутофагии».
- 2017 - премия за прорыв в медицине, «За исследование аутофагии и системы рециркуляции, которую клетки используют для получения питательных веществ из своих собственных несущественных или повреждённых компонентов».
Лишь в одной из формулировок вышеперечисленных премий упоминается . Так почему все считают, что именно за него в 2016 году Ёсинори Осуми дали Нобелевскую премию? Чтобы разобраться в этом вопросе, нужно вникнуть в суть открытия.
Это интересно. В 1974 году Нобелевскую премию получил Кристиан де Дюв - учёный, открывший лизосомы. И он же незадолго до этого ввёл термин «аутофагия».
Аутофагия
Термин восходит к древнегреческому языку и переводится с него как «самопоедание». Он означает процесс ликвидации клетками собственных частиц, которые оказываются вредными, лишними, ненужными. Как уже было сказано, ещё в 60-е годы учёные сделали открытие, что он время от времени запускается, но почему, когда именно, с какой целью и какое это оказывает влияние на работу организма в целом, с тех пор так никто и не выяснил. И лишь спустя 20 лет Ёсинори Осуми взялся за его изучение вплотную.
Материалом для исследования стали дрожжи. Однако всё, что выяснил в ходе своих научных изысканий обладатель Нобелевской премии, относится ко всем живым клеткам, в том числе и человеческого организма. И вот какие открытия он сделал.
В течение жизни под влиянием различных факторов (питания, условий проживания, климата, вредных привычек) в организме накапливается мусор:
- токсины;
- дефектные белки;
- различные вредные вещества;
- омертвевшие частицы;
- инфекции, бактерии, вирусы;
- патологические, повреждённые ткани.
Оказывается, природа наделила клетки способностью самостоятельно избавляться от всего этого. Схематично и упрощённо, не вдаваясь в сложную биологическую терминологию, процесс аутофагии выглядит следующим образом:
Состояние стресса → Клетки распознают в своём составе инородные частицы → Атакуют их → Заключают их в аутофагосомы (похоже на то, как мы складируем мусор в пакеты) → Перемещают их в лизосомы (контейнеры) → Там разрушают и переваривают → Образовавшиеся продукты переработки используют для получения нужной энергии, собственного омоложения и регенерации, внутреннего питания
Результат превосходит все ожидания: мало того, что клетки очищаются от мусора, среди которого оказываются инфекции и вирусы, опасные для здоровья, они ещё и обновляются. Причём никаких внешних ресурсов для этого не требуется.
Как выяснил Ёсинори Осуми, если процессы аутофагии протекают в человеческом организме регулярно и без сбоев, это гарантирует:
- высокую продолжительность жизни;
- замедление процессов старения;
- крепкий иммунитет, отражающий атаки любых, даже самых опасных бактерий и вирусов;
- отличное самочувствие;
- физическую активность и высокие интеллектуальные способности;
- бесперебойную работу всех органов и систем.
А самое главное, что удалось выяснить Нобелевскому лауреату, нарушения в процессе аутофагии влекут за собой такие тяжёлые патологии, как рак, ДЦП, болезни Альцгеймера и Паркинсона, диабет и многие другие, с которыми современная медицина справиться не может. Получается, что, если клетки будут регулярно заниматься «самоедством», риск всех этих заболеваний сводится к нулю.
Собственно, за то, что японский учёный открыл миру истинную причину таких серьёзных патологий (нарушенную аутофагию) и в то же время приоткрыл завесу, как их лечить (наладить этот механизм), он и получил Нобелевскую премию. Остаётся выяснить, а при чём здесь всё-таки голодание?
Аутофагия и голодание
С помощью аутофагии можно продлить жизнь и излечиться от самых тяжёлых заболеваний. Автоматически этого не происходит потому, что запускается она крайне редко. Ёсинори Осуми выяснил, что клетки начинают переваривать свои патогенные части лишь в условиях сильного стресса. И одним из способов его создания является голодание.
Когда клетки получают питание извне (в процессе переваривания съедаемых человеком продуктов), им нет смысла выполнять дополнительную работу - распознавать свои повреждённые элементы и заниматься их утилизацией. Но, как только они в течение длительного времени не получают никакой внешней подпитки, они начинают искать выход из сложившейся ситуации. И единственным спасением становятся те самые лишние частицы, которые можно переработать и потребить, чтобы не погибнуть.
Получается, что, работая над аутофагией, японский учёный неожиданно для своих исследований доказал ещё и пользу голодания. Именно оно запускает этот процесс и, соответственно, гарантирует и долгую жизнь, и избавление чуть ли не от всех заболеваний.
Процесс клеточной аутофагии
Однако стоит сразу оговориться, что в своих исследованиях Ёсинори Осуми подробно описывает исключительно процесс аутофагии: как он запускается, как протекает, что на него влияет, какое значение он имеет для здоровья и жизни человека и иные нюансы. Он не предлагает авторскую систему голодания, как считают многие, подобно , или другим исследователям. Он лишь упомянул о том, что именно воздержание от еды создаёт условия стресса, при котором клетки начинают самоочищаться.
Поэтому нельзя утверждать, что Нобелевскую премию Ёсинори Осуми дали именно за голодание. Нет, он её получил за описание механизмов аутофагии. Но эти два понятия тесно взаимосвязаны, а простому человеку гораздо ближе первое - отсюда и пошло это разночтение.
Значение открытия Ёсинори Осуми
В связи с Нобелевской премией 2016 года в области физиологии и медицины интерес к процессам аутофагии вырос в несколько раз. Практически все современные исследования и труды о голодании ссылаются на открытие Ёсинори Осуми, обосновывая его невероятную пользу. Но здесь нужно уточнить некоторые моменты.
Часто можно услышать, что Ёсинори Осуми получил Нобелевскую премию за однодневное голодание. С одной стороны, мы выяснили, что это косвенно ошибочное заявление. С другой, рациональное зерно в этой формулировке есть, и именно на него должны обратить внимание все те, кто планирует использовать открытие японского учёного в своих целях.
Как его можно использовать?
Кажется, схема максимально проста: запускаем процесс аутофагии с помощью лечебного голодания - и живём без болезней и старости много-много лет. Самые активные уже начали всё это претворять в жизнь: взяли за основу методики 40-дневного воздержания от пищи (системы Джигурды, Суворина) и постятся. Только вряд ли у кого-то получится пройти весь этот путь до конца и добиться желаемых результатов. В чём подвох?
Длительные голодания, предлагаемые большинством существующих методик (Войтовича, Николаева, Лавровой, Щенникова), не поддерживаются официальной медициной. Их польза не только не доказана научно, но и активно опровергается. Риск серьёзных нарушений в работе органов и даже летального исхода слишком высок, чтобы решаться на такое сомнительное оздоровление. Нобелевскую премию за это точно ещё никому не дали.
А вот краткосрочных от 12 часов до 3 дней (не больше!) достаточно для того, чтобы запустить полный цикл процесса аутофагии и добиться желаемых результатов.
К сожалению, пока нет какой-то чёткой концепции или запатентованной методики лечебного голодания, которая бы основывалась конкретно на открытии Ёсинори Осуми. Каков оптимальный срок воздержания, как часто его практиковать, сколько воды можно пить, что разрешено, а что запрещено - все эти вопросы пока остаются открытыми и решаются каждым в индивидуальном порядке.
Те, кто регулярно практикует голодания, советуют брать именно , так как оно и переносится легче, и не вызывает сильного ухудшения самочувствия, и вполне вписывается в рамки выходного дня.
Кому подойдёт?
Аутофагия имеет важное значение для жизни и здоровья каждого человека. Все мы дышим загрязнённым воздухом, едим консерванты и красители и накапливаем в себе настоящие мусорные свалки. Справиться с ними могут и сами клетки, но им в этом нужно помочь. Поэтому абсолютно всем нужно время от времени устраивать краткосрочные голодания.
Но особенно полезными они окажутся для тех, кто:
- страдает от ожирения и лишнего веса (согласно исследованиям, именно жировые клетки накапливают в себе максимальное количество вредных веществ);
- попадает в группу риска по онкологии (из-за наследственного фактора);
- находится в солидном возрасте (после 50 лет это нужно делать регулярно, для профилактики Альцгеймера и Паркинсона);
- планирует в скором времени зачатие малыша (во избежание риска ДЦП).
Несмотря на то, что Ёсинори Осуми получил Нобелевскую премию вовсе не за , как ошибочно считают многие, описанные им механизмы аутофагии тесно с ним связаны. Его открытие даёт надежду абсолютно всем людям на излечение заболеваний, перед которыми до сих пор бессильна современная медицина. Некоторые всерьёз считают, что при правильной реализации этого достижения вполне реально замедлить процессы старения и существенно увеличить продолжительность жизни.
Японский биолог Есинори Осуми в 2016 году получил Нобелевскую премию за объяснение аутофагии – механизма избавления клеток от всех старых клеточных компонентов, которые выполнили свою роль. Есинори Осуми выявил пользу этого процесса и условия, при которых он происходит.
Механизмы аутографии
Осуми в течение многих лет изучал взаимосвязь духовных практик и голодания. В процессе он доказал, что при нехватке питательных веществ клетки начинают самоуничтожение устаревших ресурсов. Это и называется аутофагией. Она является единственным способом обновления клеточных структур.
Термин «аутофагия» был введен в биологию еще в 1974 г. до открытия Есинори Осуми.
Его придумал Кристиан де Дюв, который также обнаружил аутофагосомы – «транспорт» для доставки клеточных структур к лизосомам. Суть исследований Есинори Осуми – в следующем:
- Биолог проводил эксперимент на мутированных грибах, которые не имеют механизма разложения белка.
- Аутография Есинори Осуми показала, что не видоизменялись только клетки, не получавшие питания. Грибы, находившиеся в условиях пищевой нехватки, стали накапливать в себе аутофагосомы и использовать уже имеющиеся у них ресурсы.
- Открытие Есинори Осуми заключается в том, что клетки, не получающие питательных веществ, начинают «съедать» ненужные структуры внутри себя. В результате при голодании человек не чувствует голод.
- Изучив процессы аутофагии подробнее, японский ученый доказал, что после прекращения доступа еды жировой слой постепенно уменьшается.
Что такое окно питания
Осуми продолжил свои исследования, в ходе которых изучал интервальное голодание и его влияние на мышцы. Им он устраивал «окна питания» – время, в течение которого человек ест. Например, если человек завтракает в 7 ч утра, то указанный период открывается к 8 ч. Если ужин попадает на 8–10 ч вечера, то окно растягивается на 12–14 ч.
Проведенные на животных исследования показали, что те особи, которые периодически голодали, чувствовали себя лучше, жили дольше и меньше болели по сравнению теми, кто питался по обычному режиму. Стоит отметить, что обе группы получали качественные продукты. Это значит, что маленькое окно питания более полезно для организма.
Его основные свойства:
- снижает риск рака груди;
- увеличивает защиту от ультрафиолета;
- снижает кровяное давление;
- улучшает качество сна;
- снижает риск заболевания сердца.
Схемы голодания
Обратите внимание, что система Есинора Осуми, или фастинг-диета, имеет несколько вариантов интервального голодания. Основные из них следующие:
|
Схема голодания |
Описание |
|
Это восьмичасовое пищевое окно, или трехразовая система. Данная схема циклического голодания самая распространенная. Суть – на протяжении дня 16 ч нужно воздерживаться от еды, а в оставшиеся 8 организовывать приемы пищи. Оптимальный вариант:
Можно выбрать и другой вариант, главное, чтобы между крайними приемами пищи был интервал 8 ч. Схему разрешено соблюдать ежедневно. |
|
|
Десятичасовое пищевое окно – самая щадящая схема голодания. Приемы пищи должны организовываться в течение 10 ч:
|
|
|
Четырехчасовое пищевое окно:
|
|
|
Это суточное голодание от одного любого приема пищи до другого, например, от завтрака до завтрака следующего дня. Допускается проводить 1-2 раза еженедельно. |
|
|
Схема «через сутки», суть которой – в голодании на протяжении 36 ч. Методика предполагает завтрак в 8 ч утра и отказ от еды до 20 ч следующего дня. |
|
|
На протяжении 5 дней нужно полноценно питаться, а 2 выходных – поститься или употреблять не более 500 ккал. |
Правила интервальных голодовок
Обратите внимание, что пока вы не привыкнете к голоду, допускается пить зеленый либо слабо заваренный черный чай без добавок. Желание что-нибудь съесть будет волнообразным. Как только человек выпивает воды, голод уходит на несколько часов. Другие правила методики интервального голодания:
- Во время голодания отслеживайте собственные ощущения.
- Заручитесь поддержкой близких.
- Пейте много воды как во время воздержания, так и в период пищевого окна.
- Выходите с голодания постепенно – не переедайте на следующий день после окончания методики.
- Не делайте выводы ранее, чем через месяц регулярного соблюдения правил.
- Не давайте себе думать о голоде, занимайтесь делами.
Правообладатель иллюстрации Getty Images Image caption Иненсивные тренировки могут форсировать аутофагию
Этот малоизученный процесс, происходящий в нашем организме, в последнее время оказался в центре внимания. На аутофагию возлагают большие надежды: считается, что она активно способствует потере веса, оздоровлению и увеличению продолжительности жизни.
Аутофагия - это естественный процесс регенерации, происходящий на клеточном уровне, уменьшающий вероятность возникновения некоторых заболеваний и продлевающий жизнь.
В 2016 году японский ученый Йосинори Осуми был удостоен Нобелевской премии за открытие и исследование механизмов аутофагии. Благодаря этим исследованиям удалось лучше понять такие заболевания как болезнь Паркинсона и деменция.
- За что дали Нобелевскую премию по медицине: комментарий эксперта
- Ученые: имитация голодания помогает в борьбе с диабетом
- Пять неожиданных факторов, влияющих на ваш вес
С тех пор фармацевтические компании и ученые пытаются разработать лекарства, которые могли бы стимулировать этот процесс, а эксперты в сфере здорового питания и образа жизни также загорелись этой идеей и заявляют, что этот процесс может быть стимулирован естественным путем - голоданием, интенсивными физическими упражнениями и ограничением углеводов.
Что говорят ученые?
"Несомненно, результаты экспериментов на мышах демонстрируют, что это именно так", - говорит Давид Рубинштейн, профессор молекулярной нейрогенетики Кембриджского университета и Британского научного института по исследованию деменции.
"Проводились исследования, в ходе которых этот процесс запускался с помощью генетических инструментов, медикаментов или голодания, и в этих случаях животные жили дольше, были более здоровыми в целом", - говорит он.
Правообладатель иллюстрации Getty Images Image caption Есть или не есть? Мнения по поводу периодического голодания расходятсяОднако пока неясно, насколько эффективны эти приемы на людях.
"Например, у мышей можно наблюдать эффект в мозге после 24 часов голодания, а в некоторых других органах, таких как печень, намного быстрее. И, хотя мы знаем, что поститься полезно, мы не знаем точно, как долго люди должны голодать, чтобы добиться положительных результатов", - отмечает доктор Рубинштейн.
Тем не менее, по словам исследователя, голодание действительно стимулирует аутофагию, а польза для организма доказана и другими исследованиями.
Что такое аутофагия?
- Слово "аутофагия" происходит от греческих "ауто" ("сам") и "фагин" ("есть")
- Это процесс, посредством которого клетки разрушают и перерабатывают свои компоненты
- Он обеспечивает источник энергии и строительные блоки для обновления клеток
- После попадания в организм инфекции посредством аутофагии могут быть уничтоженные бактерии и вирусы
- Клетки используют аутофагию, чтобы избавляться от поврежденных белков и органелл и таким образом бороться с негативными последствиями старения организма
Процесс аутофагии был открыт в 60-х годах ХХ века, однако его важность была оценена только в 90-х, после публикации исследований Йосинори Осуми.
"Мы обнаружили, что он защищает от таких болезней, как болезнь Паркинсона, болезнь Гентингтона и некоторых форм деменции", - говорит Давид Рубинштейн
Правообладатель иллюстрации Reuters Image caption За открытие и исследование механизмов аутофагии японский биолог Йосинори Осуми получил Нобелевскую премию"Также, судя по всем, этот процесс помогает бороться с инфекцией и воспалительными процессами", - добавляет профессор Рубинштейн.
В новых пособиях по здоровому образу жизни утверждается, что процесс может быть запущен в результате изменений в диете и поведении - например, периодичным голоданием или голоданием согласно диете 5:2 .
Мышечная масса
В одной из новых книг "Сияние 15" ("Glow 15") самопровозглашенного консультанта-диетолога Наоми Уиттел, предлагается 15-дневная программа, включающая 16-часовое голодание три раза в неделю.
Программа также подразумевает сокращение потребления белка в определенные дни, потребление углеводов во второй половине дня и сессии крайне интенсивных упражнений.
Наоми Уиттел протестировала свою базовую программу на добровольцах в Университете Джексонвиля во Флориде, и утверждает, что зафиксировала определенные положительные результаты.
"Некоторые люди похудели, сбросив до 3 килограммов за 15 дней. У других нормализовалось артериальное давление, прибавилась мышечная масса, а также частично разгладились морщины", - говорит она.
"Если вы ведете нездоровый образ жизни, все время что-то едите или едите всякую дрянь, у вас и не будет возможности запустить этот процесс", - отмечает он.
Нервные клетки
Кончено же, длительное или частое голодание может нанести вред здоровью, и если вы собрались изменить свою диету или образ жизни, вам необходимо посоветоваться с врачом.
Но профессор Рубинштейн убежден, что в будущем с помощью аутофагии можно будет эффективно бороться с болезнями.
В ходе экспериментов в его лаборатории было обнаружено, что белки образуют сгустки в нервных клетках людей, страдающих такими болезнями, как Альцгеймер или Паркинсон.
"Мы обнаружили, что если запустить аутофагию, можно быстро удалить эти белки и защитить организм от нейродегенеративных заболеваний, таких как болезнь Гентингтона и некоторых видов деменции", - утверждает ученый.
3 октября Нобелевский комитет объявил лауреата премии по физиологии и медицине. Им стал японец Ёсинори Осуми. Формулировка премии звучит так: "За открытие механизмов аутофагии". Что такое аутофагия? Чем она важна с практической точки зрения? Как аутофагия связана с голоданием и потерей массы? Почему она помогает раковым опухолям выжить? И, наконец, почему лауреатом стал один человек, а не несколько, как обычно? Объясняет журналист и биолог Светлана Ястребова.
Профессор Токийского технологического института Ёсинори Осуми был на своём рабочем месте в лаборатории, когда ему позвонили из Нобелевского комитета с неожиданным известием: он стал лауреатом премии по физиологии и медицине в 2016 году. 71-летний японец по-прежнему активно работает над темой аутофагии, за изучение которой он и удостоился высшей научной награды.
Клеточная свалка
Аутофагия находится в центре научных интересов Осуми уже 27 лет. В конце 1980-х, когда он только начал свои работы по этой теме, было известно, что клетки каким-то образом избавляются от своих структур и отдельных молекул, ставших вдруг ненужными. Впрочем, было бы странно, если бы это было не так: все организмы способны удалять отходы жизнедеятельности.
Уже давно учёные знали, что в клетках находятся специальные органоиды под названием лизосомы . В них неоднократно обнаруживали полуразрушенные фрагменты других клеточных структур. Да и сам термин "аутофагия" предложили ещё задолго до работ Осуми. Это слово в 1963 году придумал Кристиан де Дюв - учёный, который и сам стал лауреатом Нобелевки по физиологии в 1974-м за открытие лизосом.
Кроме лизосом, биологи обнаружили аутофагосомы – "тележки" для подвоза фрагментов клетки к лизосомам. Когда какой-то компонент клетки становится ненужным, его окружает специальная мембрана, и получается пузырёк с органоидом (или его частью) внутри. Этот пузырёк подходит к лизосоме и сливается с ней. Там "мусорный" фрагмент клетки находит свой последний приют - особые ферменты расщепляют его на простые составляющие.
Долгое время лизосомы считали чем-то вроде "свалки" для всех ненужных структур клетки. Правда, такая точка зрения не давала ответа на вопрос: как клетка обновляет себя? Почему "свалка" не вырастает в размерах в десятки и сотни раз за всю долгую жизнь таких клеток, как, например, нейроны? И раз такие вопросы возникали, было логичным предположить, что клетки (в отличие от большинства людей) не зависят на сто процентов от внешних источников пищи и используют имеющиеся внутренние ресурсы по нескольку раз. Чтобы выяснить, как именно это происходит, нужно было отыскать вещества, запускающие и поддерживающие реакции переработки вышедших из строя органоидов и молекул.
Поэтому через несколько лет после обнаружения лизосом, в 1980-х, исследователи переключили своё внимание на заново открытые органоиды - протеасомы . Как следует из их названия, они имеют дело с протеинами - а попросту, с белками. Оказалось, что "путёвкой" в протеасому для белка служит "чёрная метка" - молекула убиквитина . Такой меченый белок попадает в протеасому и разлагается там за счёт ферментов-протеаз на аминокислоты. Затем эти аминокислоты клетка использует для построения других белков. В день человеку нужно 200-300 граммов протеина, но с пищей поступает только около 70. Остальное клетки получают, перерабатывая ненужные белки в протеасомах.
Изучение протеасом тем не менее не дало ответа на вопрос, как клетка перерабатывает фрагменты крупнее, чем отдельные молекулы белков. Что в лизосомах перерабатывает большие куски органоидов? Об этом до работ Ёсинори Осуми никто не знал.
Волшебные грибы
Осуми выбрал в качестве объекта для экспериментов дрожжи - одноклеточные грибы, которые быстро размножаются бесполым путём. Наблюдать за их ростом и развитием довольно легко, если иметь обычный световой микроскоп. С одной стороны, дрожжи - простые организмы, и все их клетки имеют более-менее одинаковую структуру. С другой, они, как и у всех грибов, по строению достаточно близки к животным, а значит, и к человеческим. В клетках грибов, как и в наших собственных, есть ядро, митохондрии (органоиды для выработки энергии), есть аппарат для производства белков и аппарат для их деградации (протеасомы). Есть у дрожжей и аналог лизосом животных - вакуоли. Они достаточно крупные, чтобы за их изменениями можно было наблюдать в микроскоп.
Для аутофагии не принципиально, какие белки разрушать - образованные в самой клетке или за её пределами. А это значит, что с её помощью можно избавиться и от вирусов и бактерий, попадающих в клетки и вызывающих различные болезни. Показано, что возбудители вирусных и бактериальных заболеваний в ходе эволюции вырабатывают сложные механизмы защиты , чтобы не попадаться под горячую руку аутофагосом или остановить их действие. Вообще аутофагия важна для множества процессов в иммунной системе , начиная от воспаления и заканчивая защитой от вирусов и бактерий.
Наконец, аутофагия полезна и в том случае, когда строение клетки нужно быстро и часто перестраивать. Такая потребность возникает при эмбриональном развитии. Изменения, которые происходят в тканях зародыша, развиваются стремительно именно за счёт активной аутофагии. Одни части клетки, которые выполнили свою функцию, разлагаются на составные элементы, и из них строятся новые, "более актуальные" органоиды. Нарушение процессов аутофагии у эмбрионов приводят к тому, что их развитие существенно замедляется.
Одинокий самурай
С 2011 года и до настоящего момента Нобелевская премия по физиологии и медицине ни разу не доставалась одному человеку. Всегда находилось несколько исследователей, чьи научные интересы лежали в одной области. А в случае Ёсинори Осуми это оказалось не так. Почему?
Вряд ли мы сможем в скором времени узнать точный ответ на этот вопрос: личности номинантов и людей, выдвинувших их кандидатуры в 2016 году, будут хранить в секрете ближайшие 50 лет. Но одно можно сказать точно: когда Осуми начинал свои исследования аутофагии, ею не интересовался почти никто. Однако все крупные учёные, которые внесли свой вклад в обнаружение лизосом, аутофагосом и исследование их функций, в 1990-х уже имели награды от Нобелевского комитета.
Осуми в своей научной карьере сделал ставку на малоизученную непопулярную тему и не проиграл. Правда, по признанию лауреата, он не ставил себе целью получить престижную премию. В одном из недавних интервью он отметил: "Не все молодые специалисты достигнут успеха в науке, но попытаться точно стоит". Как мы видим, его попытка оказалась успешной.
Ёсинори Осуми (родился в 1945 году) — японский учёный, микробиолог, профессор, доктор наук, преподаватель Токийского технологического института, член Европейской Организации Молекулярной Биологии. Начиная с 80-х гг. XX века, занимался изучением исключительно процессов аутофагии.
Нобелевский лауреат
3 октября 2016 года. Стокгольм. Нобелевский комитет объявляет лауреата премии в области физиологии и медицины. Им становится Ёсинори Осуми - японский микробиолог. Потому, что он смог подробно описать механизм аутофагии клеток живых организмов.
Ёсинори Осуми доказал, что наш организм способен сам себя очистить от токсинов и даже стать моложе после голодания. За это невероятное открытие в 2016 году 71-летний японский ученый и получил Нобелевскую премию в размере 950 000 долларов.
Что такое аутофагия
Что знали ученые до открытия Ёсинори Осуми?
Это слово в 1963 году придумал Кристиан де Дюв - учёный, который и сам стал лауреатом Нобелевской премии по физиологии в 1974-м за открытие лизосом .
Слово «аутофагия »происходит от греческих — «ауто »(сам) и « фагин» (есть). Это процесс, в результате которого, клетки разрушают и перерабатывают свои отработанные компоненты. (органеллы, белки и клеточные мембраны). То есть «поедание» своих отработанных частей.
Функции лизосом
Было ясно, что клетки должны не только расти. Время от времени они должны разлагать и удалять какие-то ненужные, свои части. Но перед этим они должны быть уничтожены. Было установлено, что лизосомы и выполняют роль«мусорщиков» клетки. Лизосомы:
В результате кропотливой работы, биологи открыли аутофагосомы – «грузовички» для подвоза остатков клетки к лизосомам.
Происходит это так: Ненужный компонент окружает специальная мембрана. В итоге, получается пузырёк с органоидом (или его частью) внутри(вакуоль).
Этот пузырёк подходит к лизосоме и сливается с ней. Там «мусорный» фрагмент клетки расщепляется на простые составляющие. Делают это, особые ферменты. Но об этом знали еще в 60 г. ΧΧ века. В 9 классе, школьники, проходят этот материал по биологии.
Да, в 60 годы учёные сделали открытие, что аутофагия время от времени запускается, но почему, когда именно, с какой целью и какое это оказывает влияние на работу организма в целом? До Ёсинори Осуми никто и не выяснил.
Открытие Ёсинори Осуми
Не думайте. что открытие далось легко и просто. Еще 80-ые годы, Ёсинори Осуми начал заниматься аутофагией. В начале 90-х перешел на дрожжи, вместо того, чтобы изучать клетки человека. Оказалось, что дрожжевые клетки очень похожи на клетки человека. С точки зрения генетики работать с ними было проще.
Опытным путем Осуми удалось доказать, что аутофагия в дрожжах существует. Дрожжи находились в разных условиях. В итоге, результат оказался тоже разным:
Одни клетки получали достаточно пищи, поэтому они не слишком менялись. Другие находились на голодном пайке. Поэтому в их вакуолях быстро накапливались фрагменты клетки, окружённые мембранами. Это и были аутофагосомы.
Стало ясно, что фрагменты клеток очень быстро накапливаются в «голодных» клетках. В результате чего, подтвердилось предположение, что аутофагия помогает клетке заново использовать уже имеющиеся ресурсы. Из-за отсутствия притока новых (голоде).
Оказалось, что гены человека, отвечающие за аутофагию, такие же как у дрожжей. В результате, Осуми показал, что подобный процесс происходит и в клетках человека. В итоге, были выявлены все гены, которые необходимы нам, чтобы этот процесс у нас шел.
Он выделил основные гены, принимающие участие в аутофагии. Наглядно показал, как белки, которые кодируют эти гены, объединяются, чтобы создать мембрану аутофагии.
Кстати, при нехватке пищи первым делом аутофагии подвергаются Это одна из главных причин, по которой голодание не приводит к моментальной и большой потере жира.
Важность открытия в том, что на генетическом уровне описан важнейший клеточный процесс. По словам экспертов, это открытие дало новые возможности генетикам, микробиологам в области лечения инфекционных заболеваний, рака, диабета, болезней Паркинсона и Хантингтона и многих др. болезней.
Клеточный процесс аутофагии
Организм находится в состоянии стресса(голод). Поэтому, для своего выживания, клетки начинают собирать свои отработанные частицы. После этого,свои компоненты, помещают в аутофагосомы (маленькие грузовички). Аутофагосомы доставляют их в лизосомы (перерабатывающий завод). Там ферментами все разрушается и перевариваются.
Полученные хорошие продукты переработки клетки повторно используют для получения нужной энергии, собственного омоложения и регенерации, внутреннего питания. То есть из отходов создаются новые, здоровые клетки. Аутофагия - это единственный процесс, за счёт которого клетка обновляется «по-крупному». Без него мы не выживем.
Благодаря аутофагии у клетки получается справляться с попавшей в нее инфекцией, вирусами и бактериями, дефектными белками, выводить токсины и омолаживаться. Потому, что для аутофагии не важно, какие белки разрушать — в самой клетке или за её пределами.
Аутофагия и голодание
Неожиданно для своих исследований Осуми доказал ещё и пользу голодания. К тому же, еще и Нобелевский комитет подтвердил, что голодание длиной в один день на самом деле способствует получению отличных результатов.
Стресс, который вызывает кратковременный голод, заставляет клетки бороться за выживание и обновляться. На основе этих фактов весь бомонд и кинулся в голодание, . Кстати, стресс вызывают и
Так оно и есть, поедание самих себя!
Но премия была дана не за голодание, а за описание механизмов аутофагии. Кратковременный голод (однодневное голодание) заставляет этот механизм работать. Просто эти два понятия не работают один без другого.
Голод стимулирует аутофагию. Считается, что человек получает:
- высокую продолжительность жизни;
- замедление процессов старения;
- крепкий иммунитет, отражающий атаки любых, даже самых опасных бактерий и вирусов;
- отличное самочувствие;
- физическую активность и высокие интеллектуальные способности;
- бесперебойную работу всех органов и систем.
Конечно же, и здесь должен быть соблюдён баланс. Как недостаточная, так и слишком интенсивная аутофагия может навредить вам.
Интервальное голодание 16/8
Надо сказать, что голодание, как лечебное средство, было известно давным-давно. В Библии его упоминают 74 раза! Книг, про чудо — голодания, написана куча. Чтобы запустить механизм аутофагии — нужно кратковременное голодание. Например, популярно голодание 16/8. Что это значит?
Это значит, что 8 часов вы можете принимать пищу, а 16 часов нет. Кроме воды. Например, вы позавтракали в 8 часов утра, последний прием пищи должен быть не позже 16 часов. Пищевое окно закрылось до 8 часов утра. Для желающих похудеть вообще комфортно. По крайней мере отдых между приемами пищи должен быть не менее 12 часов.
Трехдневное голодание поможет обновить иммунитет
К такому интересному выводу пришла группа ученых из Калифорнийского университета. Они выяснили в ходе исследования, что, что при кратковременном голодании в течение трех дней, иммунная система человека обновляется.
В результате восстановление нашей защитной системы происходит из-за усиленного деления стволовых клеток, которое случается во время голодания, когда организм испытывает стресс.
Также во время кратковременного голодания наблюдается снижение концентрации определенного фермента, которые отвечает за старение, и определенного гормона, связанного с развитием раковых опухолей.
