Veranderde (macro-) autofagie of iets duidelijker veranderde cellulaire afvalverwerking is het twaalfde en laatste kenmerk van veroudering. Daaronder verstaat de wetenschap dat onze cellen het niet meer kunnen opbrengen om het celafval kwijt te raken. Dit kan grote molecuulcomplexen of hele celorganellen betreffen – daarom de voorvoegsel "macro" – maar ook de kleinste afzettingen, zoals men die bijvoorbeeld bij de Alzheimer-dementie vindt. Ter vereenvoudiging zullen we in de rest van het artikel alleen nog van de autofagie spreken.
Waarom speelt de cellulaire afvalverwerking nu zo'n grote rol? Om dat nauwkeuriger te beantwoorden, zullen we je op een kleine reis door het lichaam meenemen en je de verschillende componenten van je afvalverwerkingsysteem voorstellen. Laat je niet ontmoedigen door ingewikkelde namen zoals Autofagisch-lysosomaal systeem of Chaperones , we leggen je hier alles stap voor stap uit. Daarnaast werpen we een blik op het onderzoek en leggen we je uit waarom Slaap en de suppletie van Spermidine een booster voor een verzwakt recyclingsysteem kan zijn.
Wat is autofagie?
Autofagie beschrijft het cel-eigen recycling. Het is heel normaal dat eiwitten of andere celcomponenten op een gegeven moment hun functie verliezen of niet meer nodig zijn. Uiteindelijk veranderen onze eisen in de loop van de tijd. Ook onze celkrachtcentrales – de Mitochondriën – houden het niet een heel mensenleven vol. De taak van autofagie is dat deze restanten correct worden afgebroken en de componenten daarna weer worden gebruikt.
De defecte afbraak van bijvoorbeeld eiwitten – het verlies van de proteostase – hebben we al kunnen identificeren als Hallmark of Aging. Hierbij kunnen verkeerd gevouwen eiwitten niet meer worden ontplooid. Dit brengt het gevaar van samenklontering met zich mee. Aangezien de verwijdering van eiwitten echter maar een klein deel van de cellulaire afvalverwerking is, zijn de kenmerken van veroudering uitgebreid. Veranderde autofagie is sinds de laatste update een op zichzelf staand hallmark. Wat er precies met de leeftijd gebeurt, laten we je hier zien.
Van scharen tot zuurval – hoe wordt het afval in onze cellen afgevoerd?
Voordat we bekijken wat er met de leeftijd niet meer goed gaat, moeten we eerst eens een nauwkeuriger kijkje nemen naar ons recyclingsysteem. Het is behoorlijk elegant ontworpen en verricht dag na dag zijn werk, zonder dat we er iets van merken.
Grof gezegd, zijn er twee grote systemen in de afvalverwerking van de cellen. Het eerste heeft de omslachtige naam Ubiquitine-Proteasoom-Systeem (UPS) en heeft twee hoofdtaken. Enerzijds de markering (Ubiquitinering) van verkeerd gevouwen eiwitten en anderzijds zorgen de proteasomen ervoor dat deze verkeerd gevouwen eiwitten weer in hun afzonderlijke aminozuren worden afgebroken.
Je kunt de proteasomen zien als een soort filter, waarin zich hooggespecialiseerde scharen bevinden. Alles wat aan eiwitten in de proteasomen komt, wordt keurig gescheiden en staat daarna weer als nieuwe bouwsteen tot de cel ter beschikking.
Het tweede grote systeem heeft de niet minder ingewikkelde naam Autofagisch-Lysosomaal Systeem.Dit is complexer opgebouwd dan het UPS, omdat hier niet alleen individuele eiwitten worden afgebroken, maar in twijfelgevallen hele celorganellen in hun bouwstenen worden ontleed en deze vervolgens weer aan de celstofwisseling worden teruggegeven.
Het 4e Kenmerk van Veroudering is voor een groot deel gebaseerd op een tekortkoming van het Ubiquitine-Proteasoom-Systeem. Hier gaat het nu om de autofagie.
Net zoals afvalbergen zich vaak in de natuur ophopen, gebeurt dit ook op latere leeftijd bij ons mensen.
Het Autophagisch-Lysosomale Systeem
In onze cellen zijn niet alleen defecte eiwitten een probleem, maar ook celorganellen die niet meer functioneren. Over de rol van ATP en de mitochondriën hebben we al uitgebreide artikelen geschreven, die echter weinig onthullen over wat er gebeurt wanneer oude mitochondriën moeten worden afgebroken.Dit gebeurt door de macro-autofagie.
Ook hier weer vereenvoudigd weergegeven: Er vormt zich een omhulsel rond het oude mitochondrium, dat men in zijn geheel autofagosoom noemt. Nu hebben we een beschermde omgeving. Deze is nodig, zodat de afbraak in het binnenste van de cel niet gelijk de hele cel vernietigt.
In de volgende stap verbindt het autofagosoom zich namelijk met het lysosoom. Dit is een soort kleine maag – het bevat heel veel spijsverteringsenzymen, die we nodig hebben om complexe moleculen te splitsen. Binnen deze beschermde omgeving wordt nu alles verkleind en zoals altijd in de biologie is er nu ook een nieuwe naam. Het autolysosoom is de verbinding van het autofagosoom en het lysosoom.
Na de vertering wordt alles herbruikbare aan de cel toegevoerd en worden de afvalstoffen met de lymfevloeistof afgevoerd.
Lipofuscine – als je het ouder worden letterlijk kunt zien
Op oudere leeftijd kan ons hooggespecialiseerde recyclingsysteem niet meer bijbenen. Als we bij de lysosomen blijven, is dit indrukwekkend te zien. Naast hun taak als „afvalverkleiners “ kunnen deze celorganen ook grote eiwitten opnemen die geen functie meer in de cel hebben, maar te groot zijn om met de lymfe of via de bloedbaan te worden afgevoerd. Dit „gevaarlijk afval“ wordt in de cel opgeslagen in kleine capsules, zogenaamde „granula“.
Als je oude zenuw- of spiercellen onder de microscoop bekijkt, kun je veel van deze donkere punten ook zien. In grote mate gaat het hierbij om lipofuscine. Het bestaat voornamelijk uit beschadigde mitochondriën die niet meer goed kunnen worden afgebroken.De cellenafval "verstopt" als het ware de cel en beperkt zo haar functie. Dit is waarschijnlijk een van de redenen waarom er op latere leeftijd een mitochondriale disfunctie optreedt.
Leeftijdsvlekken zijn niet alleen onder de microscoop zichtbaar bij zenuwcellen, maar ook bij verouderende huid.
Alzheimer – een van de meest prominente voorbeelden van foutieve afvalverwerking
Een andere aandoening die verband houdt met de foutieve afvalverwerking is de Alzheimer-dementie. Hier komt het tot de ophoping van zogenaamde Amyloïde-plaque . Door een foutieve afbraak verzamelen deze complexen zich in de zenuwcellen en "vervuilen" deze.
Bovendien is bij Alzheimer-patiënten het Tau-eiwit veranderd – een eiwit dat belangrijk is voor de celstabiliteit. Het gevolg is een onstabiele cel en het afsterven van neuronen.
Alzheimer is door de jaren heen een volksziekte geworden. De risicofactoren zijn deels genetisch en deels levensstijlgebonden. De foutieve afvalverwerking speelt in ieder geval een belangrijke rol bij de ontwikkeling van deze tot nu toe ongeneeslijke ziekte.
Slaap – een lang onderschatte remedie
Er zijn veel manieren om ons lichaam te helpen bij de autofagie. Een veelbelovende is daarbij voldoende slaap. Terwijl we vredig slapen, wordt er in onze hersenen opgeruimd. Het zogenaamde glymfatische systeem zorgt ervoor dat de afvalstoffen van de dag worden afgevoerd.
Lang werd slaap in de geneeskunde een beetje verwaarloosd, maar tegenwoordig weet men dat slaap enorm belangrijk is voor onze gezondheid. Als we maanden of jaren niet genoeg slapen, kan het celafval niet goed worden afgevoerd en neemt het risico op Alzheimer toe.
Mitochondriën en de autofagie – wanneer de kracht op oudere leeftijd ontbreekt
We hebben al gezien bij de ouderdomsvlekken, het Lipofuscine, wat er met oude mitochondriën gebeurt die niet meer goed kunnen worden afgebroken. Defecte mitochondriën en ook het gebrek daaraan zijn verbonden met typische ouderdomsverschijnselen zoals hartzwakte, maar ook een van de drijvers voor de leeftijdsgebonden afname van spiermassa.
Een van de belangrijkste moleculen in de mitochondriën is het NAD. Dit is betrokken bij ontelbare stofwisselingsprocessen – vooral centraal voor de energievoorziening.Net als de mitochondriën, neemt de NAD-waarde met de leeftijd af . Dit kan men z.B. vaststellen door NAD-tests, die de NAD-concentratie in het bloed meten.
Studies hebben nu aangetoond dat de toediening van NAD-vorstufen, zoals die in NAD Boosters zitten, niet alleen de NAD-niveaus weer corrigeert, maar ook de autofagie verhoogt . In dierexperimenten verlengde dit zelfs het leven.
regeNAD is een innovatief geformuleerde complex voor het verhogen van het NAD-niveau - met Luteoline en Apigenine .
Vasten – een autofagieboost
Ook het afzien van voedsel in de vorm van Vasten, kan nuttig zijn voor ons lichaam. Over de verschillende vormen van vasten en de moleculaire effecten hebben we al in een apart artikel geschreven, daarom hier alleen de samenvatting.
Wanneer we in een vasttoestand zijn, lijkt dit voor ons lichaam een soort startschot te zijn om oud materiaal te recyclen. Tenslotte komt er momenteel geen voedsel binnen. Binnen korte tijd worden daarom de chaperones geactiveerd. Chaperones zijn gespecialiseerde eiwitten die voornamelijk zorgen voor de correcte vouwing van eiwitten. Ze spelen echter ook een rol in de autofagie, doordat ze eiwitten die ze niet meer correct kunnen vouwen, naar de lysosomen transporteren en zo voor de afbraak zorgen. Ware cavaliers dus.
Vasten zorgt op verschillende manieren ervoor dat ons lichaam het eigen recyclingsysteem weer opstart. Of het nu gaat om de activatie van de Sirtuinen, via de Dr.David Sinclair heeft onderzocht, of door het Chaperon-systeem.
Spermidine – een veelbelovend molecuul
Een andere, zeer interessante benadering om de autofagie op oudere leeftijd te stimuleren, is de suppletie met het lichaamseigen molecuul spermidine. Dit molecuul is al met succes getest in verschillende dierstudies en verhoogde daar het cellulaire recycling. Vooral voor de gezondheid van hartcellen lijkt spermidine voordelig te zijn, waardoor er ook studies bij mensen lopen. Bij muizen heeft de suppletie van spermidine al een levensverlenging van tot 25% opgeleverd. Ook een spermidinerijke voeding bij mensen is in verband gebracht met een betere gezondheid.
De natuurlijke stof Spermidine staat volgens onderzoek in nauw verband met autofagie - een proces waarvan de ontdekking enkele jaren geleden met de Nobelprijs is bekroond.
Conclusie over autofagie
Ons cellulaire afvalverwerkingssysteem is hoogcomplex en lijkt op oudere leeftijd overbelast te zijn met de hoeveelheid afvalstoffen. Dit toont zich in de ontwikkeling van enkele leeftijdsgebonden ziekten. We zijn echter niet helemaal machteloos. Er zijn manieren om de autofagie, als een van de Hallmarks of Aging, weer te verhogen, hetzij door vasten, sport, Spermidine capsules of NAD-voorlopers .
We mogen benieuwd zijn naar welke nieuwe benaderingen de komende jaren op de markt komen en of we daarmee ziekten zoals Alzheimer ooit kunnen voorkomen.
Dit was het laatste artikel uit de serie Hallmarks of Aging.
