De wetenschap van autofagie belicht – wat gebeurt er bij de populaire diëten

Written by Andy Mobbs
autofagie belicht

Periodiek vasten was het populairste dieet van 2020. Of ze nu 16:8, 5:2 deden of gewoon vastten op werkdagen, 17 miljoen mensen in de Verenigde Staten volgden deze trend. Zoals alle trendy diëten, overspoelden mensen en beroemdheden Instagram met hun succesverhalen en iedereen raakte bijna verslaafd aan dit dieet.

Maar heb je je ooit afgevraagd wat er in je lichaam gebeurt bij periodiek vasten?

Kent u de wetenschap achter autofagie en vasten?

Hieronder in dit artikel gaan we dieper in op de wetenschap van autofagie en periodiek vasten. Zodat je 100% echt inzicht hebt in wat er in je lichaam gebeurt.

Wat is Autofagie?

Autofagie komt van de woorden ‘auto’ en ‘fagie’. ‘Auto’ betekent zelf, ‘fagie’ betekent eten. Gecombineerd betekent autofagie letterlijk ‘zichzelf opeten’. Het is een vorm van ‘zelfkannibalisatie’, maar NIET op een slechte manier. Het is de natuurlijke manier van het lichaam om dode, beschadigde en oude cellen op te ruimen. Door dit te doen, kan het lichaam nieuwe, gezonde cellen produceren en regenereren.

Hoe wordt autofagie uitgesproken?

Het wordt uitgesproken als au-to·faa·gie.

Of Hoe We Allemaal Vastzitten In Feestmodus

In de ongeveer 2 miljoen jaar van onze evolutie sinds de mens evolueerde van de mensapen, waren er tijden dat voedsel overvloedig aanwezig was in onze omgeving. Er waren ook tijden dat voedsel schaars was. Tegenwoordig is er echter voor de meesten in de ontwikkelde wereld altijd een overvloed aan calorieën beschikbaar. In het normale leven gaan we dus niet langer door de feest- en hongersnoodcyclus zoals we dat vroeger deden. In plaats daarvan zitten we altijd vast in de ‘feestmodus’.

Ons lichaam is echter geëvolueerd om door feesten en hongersnood te gaan, dus het werkt het beste als het aan beide wordt blootgesteld.

  • Als we genoeg voedsel hebben, kunnen de cellen van het lichaam groeien en zich voortplanten. Maar als we niet genoeg voedsel hebben, kan het lichaam ‘een metabolische schakelaar omdraaien'(1), die zich in plaats daarvan richt op het versterken van de reactie van onze cellen op stress.
  • De cellen doen dit door oude en defecte cellulaire componenten af te breken, te vernieuwen en te regenereren en de productie van antioxidanten te verhogen.
  • De afgebroken delen kunnen vervolgens worden gebruikt voor de productie van nieuwe cellulaire componenten of energie.

Om een mens gezond te laten zijn, hebben we idealiter een goede balans tussen beide nodig.

Intermittent Fasting Voor- en Nadelen

PRO: Te veel feesten en beschadigde eiwitten en andere celdelen kunnen zich ophopen, waardoor cellen hun werk niet goed doen. Omdat cellen alles in ons lichaam vormen, inclusief onze organen, begint uiteindelijk ook al het andere mis te gaan.

CON: Te veel vasten kan echter ook een probleem veroorzaken, omdat we te veel tijd besteden aan het afbreken van onze cellen in reparatie en het niet leveren van energie.

We hebben echt een balans nodig tussen de twee functies. Periodiek vasten stelt ons in staat om dit te doen omdat we de perioden van hongersnood kunnen nabootsen en dit gemakkelijk kunnen combineren met periodes van feesten.

MTOR vs. Autofagie

De balans tussen feestmaal en hongersnood speelt zich af in twee tegengestelde cellulaire processen die beide tegelijkertijd in ons lichaam plaatsvinden; ze zijn mTOR en autofagie.

mTOR – Een Enzyme, Easter Island, en Waar Bodybuilders Van Dromen!

Het eerste, mTOR, is het groeiproces. mTOR staat voor ‘mechanistisch doelwit van rapamycine’’.

Het is een grappige naam, maar er zit een goede reden achter. Het is vernoemd naar een bodembacterie die voor het eerst werd gevonden tijdens een expeditie naar Paaseiland in de jaren zestig. Paaseiland is een eiland in de Stille Oceaan, ongeveer 2000 mijl uit de kust van Chili, beroemd om zijn Werelderfgoed met meer dan 1000 oude beelden. Paaseiland is bij de eilandbewoners ook bekend als Rapa Nui, dus de bacterie werd rapamycine genoemd naar het eiland Rapa Nui.

mTOR zelf is niet de bodembacterie. Het is eigenlijk een enzym dat in ons lichaam wordt aangemaakt. Maar de bodembacterie rapamycine stimuleert de activiteit van mTOR, waardoor het enzym bekend werd als het ‘doelwit’ van rapamycine. Wanneer dit enzym wordt gestimuleerd, beginnen cellen te groeien en eiwitten aan te maken en zich sneller voort te planten. mTOR is bekend bij bodybuilders en andere krachtsporters die het zoveel mogelijk proberen te stimuleren.

Autofagie – De Wetenschap Achter Diëten met Vasten

Het tegenovergestelde proces van mTOR wordt autofagie genoemd, wanneer de cellen oude en beschadigde delen beginnen af te breken. Omdat de twee processen het tegenovergestelde van elkaar zijn, is autofagie, wanneer mTOR wordt gestimuleerd, dienovereenkomstig laag. En wanneer autofagie wordt gestimuleerd, is mTOR laag.

Hoe Werkt Autofagie precies?

Bij autofagie vormen cellen speciale structuren die fagoforen worden genoemd.

• Fagoforen zijn membranen die langzaam groeien tot een bolvorm bedekt met een membraan.

• Het membraan is gemaakt van iets dat een lipidedubbellaag wordt genoemd.

• Lipiden zijn op vet gebaseerde moleculen en lipidedubbellagen omringen alle organellen in onze cellen en ook al onze cellen, alle 20 miljard!

• Celorganellen vervullen verschillende functies in onze cellen en kunnen een beetje worden afgebeeld als de verschillende organen in ons lichaam.

etappes van autofagie

Fagofoor vorming

Terwijl de bal of fagofoor zich volledig vormt, beweegt deze rond de cel. Het verzamelt eiwitten en andere organellen die een speciale marker hebben gekregen die de fagofoor vertelt dat ze zijn geselecteerd om te worden afgebroken. Deze speciale marker wordt ubiquitine genoemd. De fagofoor beweegt dan door de cel en verzamelt alle alomtegenwoordige eiwitten en organellen.

De vorming van fagofoor is voltooid

De membranen vormen zich dan volledig rond de eiwitten en organellen. Wanneer dit gebeurt, verandert de naam van de structuur van een fagofoor in een autofagosoom. Dit autofagosoom beweegt dan naar een lysosoom en versmelt ermee. Een lysosoom is een organel dat kan worden gezien als de maag van de cel, hoewel het niet helemaal waar is, omdat een cel veel lysosomen bevat!

Net als in onze maag is de inhoud van lysosomen echter zuur en bevatten ze spijsverteringsenzymen die de eiwitten en organellen afbreken. Eenmaal afgebroken tot individuele aminozuren, kunnen ze opnieuw worden gebruikt voor het bouwen van nieuwe eiwitten, organellen en zelfs nieuwe cellen. Of ze kunnen ook worden gebruikt om energie te produceren door de lever in een proces dat bekend staat als gluconeogenese. De aminozuren die worden gebruikt voor nieuwe cellen en eiwitten doen dit door te worden gestimuleerd door het mTOR-enzym, zodat de cyclus zichzelf voltooit als het lichaam schakelt tussen autofagie en mTOR.

autofagosoom fuseert met het lysosoom
Het grotere autofagosoom versmelt met het oranje lysosoom

Er is ook een specifiek type autofagie dat zich bezighoudt met mitochondriën. Dit gebeurt door selectieve afbraak van de mitochondriën via een proces dat mitofagie wordt genoemd. Mitochondriën, ook wel organellen, zijn de motoren van onze cellen en produceren onze energie. We hebben er grote aantallen van in elk van onze cellen, 2000 of meer.

Omdat we echter zuurstof gebruiken om energie te produceren en zuurstof oxidatieve stress veroorzaakt, hebben onze mitochondriën voortdurend te maken met vrije radicalen. Dit betekent dat ze erg vatbaar zijn voor schade, dus het afbreken en repareren van beschadigde mitochondriën is een cruciaal proces dat wordt ondernomen in mitofagie.

Autofagie en mitofagie

Hoe Vasten Autofagie en Mitofagie Stimuleert

Als we vasten, komt er minder energie in het lichaam via voedsel. Dit leidt tot een lichte energieonbalans omdat er meer energie wordt gebruikt dan geproduceerd. Een speciaal enzym in het lichaam bewaakt deze energiebalans voortdurend; dit enzym wordt AMPK (adenosinemonofosfaat-geactiveerd proteïnekinase) genoemd.

Het doet dit door iets te detecteren dat de AMP-tot-ATP-verhouding wordt genoemd.

ATP geeft energie af terwijl het een fosfaatmolecuul afgeeft en wordt afgebroken tot ADP. Wanneer de energie laag is, worden 2 ADP’s samengevoegd om een ATP te maken, waardoor er een AMP overblijft. (ATP is een adenosinemolecuul met 3 fosfaten, ADP is een adenosinemolecuul met 2 fosfaten en AMP is een adenosinemolecuul met 1 fosfaat).

ATP = Adenosine Trifosfaat (3 Fosfaten)

ADP = Adenosine Di fosfaat (2 Fosfaten)

AMP = Adenosine Monofosfaat (1 Fosfaat)

Wanneer 2 ADP’s samenkomen (2 fosfaten plus 2 fosfaten), produceert het ATP (3 fosfaten) met AMP (1 fosfaat over).

Wanneer de verhouding van AMP toeneemt ten opzichte van ATP, geeft dit aan dat er minder energie beschikbaar is en dus wordt AMPK gestimuleerd. Wanneer AMPK wordt gestimuleerd, stimuleert het een ander eiwit, ULK1 genaamd, dat leidt tot de productie van de membranen die de fagofoor worden.

Autofagie en mitofagie

NAD+ en de Sirtuïnes

Vasten verhoogt ook het niveau van NAD+, de geoxideerde vorm van NADH, die een actieve vorm van Vitamin B3 is (essentieel voor energieproductie).

De Sirtuïnes zijn een familie van eiwitten die autofagie direct stimuleren

Door de productie van energie in de mitochondriën wordt NADH meer NAD+. Deze verhoging van de NAD+ tot NADH-ratio stimuleert de aanmaak van de Sirtuïnes.

De Sirtuïnes zijn een familie van eiwitten die autofagie direct stimuleren. Hun productie wordt ook geassocieerd met een langere levensduur en een toename van DNA-herstel (2).

Zowel AMPK als de Sirtuïnes activeren ook andere genen waarvan bekend is dat ze veel gezondheidsvoordelen hebben, met name de FoxO-familie, TFEB, PGC-1a en P53.

  • Activering van de FoxO-familie wordt geassocieerd met verhoogde stressbestendigheid, een langere levensduur en minder incidentie van tumoren (d.w.z. kankers). Dit komt doordat disfunctionele cellen worden gemaakt om cellulaire zelfmoord (apoptose) te plegen in plaats van door te groeien en mogelijk tumor te worden (3).
  • TFEB is de hoofdstimulator van de productie van nieuwe lysosomen, dus het is direct betrokken bij autofagie.
  • P53 staat bekend als de ‘bewaker van het genoom’ omdat het DNA-mutaties voorkomt (4) en tumorvorming onderdrukt (5).
  • PGC-1a is het primaire gen dat betrokken is bij het stimuleren van de productie van nieuwe mitochondriën. Hoe meer mitochondriën we hebben, hoe minder stress er is op onze bestaande mitochondriën om de energie te produceren die we nodig hebben. Dit maakt onze energieproductie efficiënter, en hoe efficiënter het is, hoe minder vrije radicalen we hebben.

De Rol van Ketose in Autofagie

Periodiek vasten leidt ook tot een afbraak van vetweefsel, waardoor de hoeveelheid vrije vetzuren die in de lever aankomen, toeneemt. Dit verhoogt de hoeveelheid geproduceerde ketonen (1).

Ketonen zijn op vet gebaseerde moleculen die energie kunnen produceren.

Ketonen zijn op vet gebaseerde moleculen die zeer efficiënt energie kunnen produceren. Het verbranden van ketonen voor energie produceert minder vrije radicalen en het gebruik ervan vermindert ontstekingen. Ketonen stimuleren ook de productie van BDNF (brain-derived neurotrofische factor). BDNF is een groeihormoon voor de hersenen en stimuleert de groei van nieuwe hersencellen (neuronen). Het bevordert ook nieuwe synapsen die verbindingen zijn tussen de neuronen (1). Hoe meer verbindingen of synapsen we hebben, hoe meer we kunnen leren en begrijpen.

Waarom zijn Diëten met Vasten Zo Populair? in 2021?

Dus hoe vertaalt deze intermitterende vastenwetenschap zich daadwerkelijk in gezondheidsvoordelen?

Vermageren

Veel mensen besluiten te vasten vanwege de voordelen van gewichtsverlies. Studies hebben aangetoond dat proefpersonen gemiddeld tussen de 2,5% en 9,9% van hun lichaamsgewicht verliezen tijdens de periode van 3-6 maanden die vastenonderzoeken duren. (7, 8). Het is ook aangetoond dat dit gewichtsverlies afkomstig is van vetmassa in plaats van spiermassa.

Vasten Kan Helpen bij het Reguleren van Glucose- en Insulinespiegels

Van periodiek vasten is ook aangetoond dat het de nuchtere glucose- en insulinespiegels bij diabetici verlaagt (10), bij zwaarlijvige mensen (7), en niet-zwaarlijvige personen (11). Bovendien vond een onderzoek bij jonge vrouwen met overgewicht verlagingen van het totale en LDL-cholesterol, triglyceriden en bloeddruk. Ze vonden ook een vermindering van de ontstekingsmarker C-reactief proteïne en het hormoon leptine dat gewoonlijk hoger zal stijgen bij obesitas.

Vasten Helpt bij de Regulering van Testosteron

Ze vonden ook een toename van SHBG (geslachtshormoonbindend globuline), wat helpt om de effecten van testosteron te verminderen. Wanneer testosteron bij vrouwen echter te hoog wordt, kan het ongewenste bijwerkingen hebben (12).

Periodiek Vasten Kan zelfs Anti-Verouderingseffecten hebben

De meeste onderzoeken naar periodiek vasten en veroudering worden uitgevoerd op dieren. De reden is simpel: het is erg moeilijk om deze onderzoeken op mensen uit te voeren, omdat je mensen niet een heel leven kunt volgen, tenminste niet terwijl je ervoor zorgt dat ze een intermitterend vastenprotocol volgen.

Stimulatie van AMPK en de Sirtuïnes tijdens intermitterend vasten is echter sterk geassocieerd met een langere levensduur bij dieren.

Studies hebben aangetoond dat periodiek vasten de levensduur van muizen en apen verlengt en het minder waarschijnlijk maakt dat ze ziekten ontwikkelen die verband houden met veroudering (13). Een studie bij muizen wees ook uit dat de muizen die vastten ook de afname van spiermassa vermeden die optreedt tijdens normaal ouder worden (9).

Besluit: is het stimuleren van autofagie met periodiek vasten echt de moeite waard?

Periodiek vasten kan een aantal zeer positieve gezondheidsvoordelen hebben:

  • Het kan autofagie stimuleren.
  • Het wordt geassocieerd met een langere levensduur.
  • Het kan de productie van nieuwe mitochondriën stimuleren stimulate.
  • Het kan ontstekingen verminderen en de cardiovasculaire gezondheid verbeteren.
  • Het helpt mensen af te vallen.
  • En het kan helpen bij het verlagen van hoge testosteronniveaus bij vrouwen.

Hoewel er enkele uitstekende voordelen zijn, heb ik geen enkel potentieel probleem met vasten genoemd. En dat wil zeggen, we moeten ervoor zorgen dat we zeker vasten en niet alleen onszelf uithongeren.

Wanneer vasten correct wordt gedaan, zou het niet iets moeten zijn dat slechte bijwerkingen veroorzaakt, zoals duizeligheid, zwakte, prikkelbaarheid of iets anders dat zeer negatief is.

Het is oké om een beetje honger te hebben. Als je je echter slecht voelt of denkt dat je niet kunt wachten tot je eetmoment, heb je een hongerreactie in gang gezet.

De hongerreactie vindt plaats wanneer we niet genoeg ketonen produceren om onze hersenen van brandstof te voorzien. In plaats daarvan, omdat er niet genoeg energie binnenkomt terwijl we eten, nemen onze hersenen een gevaarlijk voedseltekort waar. Vervolgens doet het er alles aan om ons te laten stoppen met dingen te doen en energie te besparen door ons een slecht gevoel te geven.

Ik heb een gedetailleerde handleiding geschreven over: hoe het hongergevoel te vermijden. Bekijk deze gids als u graag wil starten met periodiek vasten.

Met de juiste informatie en begrip van hoe periodiek vasten werkt, zouden de meesten het moeten proberen en alle mogelijke voordelen voor hun gezondheid ervaren!

Referenties

(1) Stephen D. Anton, Keelin Moehl, William T. Donahoo, Krisztina Marosi, Stephanie Lee, Arch G. Mainous, III, Christiaan Leeuwenburgh, and Mark P. Mattson, Flipping the Metabolic Switch: Understanding and Applying Health Benefits of Fasting, Obesity (Silver Spring). 2018 Feb; 26(2): 254–268.

(2) Uribarri J, Woodruff S, Goodman S, Cai W, Chen X, Pyzik R, et al. Advanced glycation end products in foods and a practical guide to their reduction in the diet. J Am Diet Assoc. 2010;110: 911–916

(3) Eric L Greer & Anne Brunet, FOXO transcription factors at the interface between longevity and tumor suppression, Oncogene volume 24, pages7410–7425(2005)

(4) Read AP, Strachan T (1999). “Chapter 18: Cancer Genetics”. Human molecular genetics 2. New York: Wiley.

(5) Surget S, Khoury MP, Bourdon JC (December 2013). “Uncovering the role of p53 splice variants in human malignancy: a clinical perspective”. OncoTargets and Therapy. 7: 57–68.

(6) Sanchis-Gomar F, García-Giménez JL, Gómez-Cabrera MC, Pallardó FV (2014). “Mitochondrial biogenesis in health and disease. Molecular and therapeutic approaches”. Curr. Pharm. Des. 20 (35): 5619–5633.

(7) Heilbronn LK, Smith SR, Martin CK, Anton SD, Ravussin E. Alternate-day fasting in nonobese subjects: effects on body weight, body composition, and energy metabolism. Am J Clin Nutr [Internet] 2005;81:69–73.

(8) Byrne NMM, Sainsbury A, King NAA, Hills APP, Wood REE. Intermittent energy restriction improves weight loss efficiency in obese men: the MATADOR study. Int J Obes [Internet] 2017:1–10.

(9) Van Norren K, Rusli F, Van Dijk M, Lute C, Nagel J, Dijk FJ, Dwarkasing J, Boekschoten MV, Luiking Y, Witkamp RF, Müller M, Steegenga WT, Behavioural changes are a major contributing factor in the reduction of sarcopenia in caloric-restricted ageing mice.
J Cachexia Sarcopenia Muscle. 2015 Sep; 6(3):253-68.

(10) Deng X, Cheng J, Zhang Y, Li N, Chen L. Effects of caloric restriction on SIRT1 expression and apoptosis of islet beta cells in type 2 diabetic rats. Acta Diabetol. 2010;47(suppl 1):177–85.

(11) M’guil M, Ragala MA, El Guessabi L, Fellat S, Chraibi A, Chabraoui L, et al. Is Ramadan fasting safe in type 2 diabetic patients in view of the lack of significant effect of fasting on clinical and biochemical parameters, blood pressure, and glycemic control ? Clin Exp Hypertens. 2008;30:339–57.

(12) Harvie MN, Pegington M, Mattson MP, Frystyk J, Dillon B, Evans G, et al. The effects of intermittent or continuous energy restriction on weight loss and metabolic disease risk markers: A randomized trial in young overweight women. Int J Obes. 2011;35:714–27.

(13) Beneficial effects of intermittent fasting and caloric restriction on the cardiovascular and cerebrovascular systems. Mattson MP, Wan RJ, Nutr Biochem. 2005 Mar; 16(3):129-37.

Claim 15% korting op je eerste bestelling

Voer je e-mailadres in om jouw kortingsbon van 15% te ontvangen