Intermittent fasting: Can the science of autophagy boost your health?

BBC

A little-known scientific process is being hailed as the new way to lose weight, look younger and prolong life.

Autophagy is a natural regeneration process that occurs at a cellular level in the body, reducing the likelihood of contracting some diseases as well as prolonging lifespan.

In 2016, Japanese scientist Yoshinori Ohsumi won the Nobel Prize for his discoveries into the mechanisms of autophagy. These have led to a better understanding of diseases such as Parkinson’s and dementia.

Since then, drug companies and academics have raced to find drugs that will stimulate the process, and diet and wellness experts are jumping on the bandwagon claiming that the process can be induced naturally by fasting, high-intensity exercise and restricting carbohydrates.

So what do scientists say?
“Certainly the evidence from experiments in mice suggest that would be the case,” said Dr David Rubinsztein, professor of molecular neurogenetics at the University of Cambridge and UK Dementia Research Institute.

“There are studies where they have switched on the process using genetic tools or drugs or fasting, and in those cases the animals tend to live longer and be in better overall shape.”

However, he said it was not yet clear how that translated to humans.

“For example, in mice, you see the effects of fasting on the brain in 24 hours, and in some areas of their body, like the liver, much more quickly. Yet even though we know fasting is beneficial, we don’t know yet exactly how long humans would need to fast to see the benefits,” said Dr Rubinsztein.

That said, fasting does stimulate autophagy, he said, and its benefits had also been proven by other studies.

What is autophagy?

• The word autophagy comes from the Greek for “self” and “phagein”, which means “to eat”
• It is the process by which cells degrade and recycle their components
• It provides fuel for energy and building blocks for cell renewal
• After infection, autophagy can destroy bacteria and viruses
• Cells use autophagy to get rid of damaged proteins and organelles, to counteract the negative effects of ageing on the body.

Autophagy was first discovered in the 1960s, but its fundamental importance was only recognised after Yoshinori Ohsumi’s research in the 1990s.

“What we’ve discovered is that it protects against diseases like Parkinson’s, Huntington’s and certain forms of dementia,” said Dr Rubinsztein.

“It also seems to be beneficial in the context of infection control, as well as protecting against excessive inflammation.”

New lifestyle books are saying the process can be “switched on” by changes to our diet and lifestyle, such as fasting – already popular with many of those who follow the 5:2 or Fast Diet.

Muscle mass
One new book, Glow 15 by Naomi Whittel – a self-styled “wellness explorer” – sets out a 15-day programme that includes 16-hour fasts three times a week, reducing protein on some days, eating carbohydrates later in the day and periods of high-intensity exercise.

In basic tests of the programme on volunteers at Jacksonville University in Florida, she says she found a number of benefits.

“Some people lost weight, up to 7lbs in 15 days. Others saw a reduction in fine lines, changes in their blood pressure and improvements in lean muscle mass,” she says.

Dr Rubinsztein says none of these lifestyle recommendations are going to do you any harm.

“And if you have a bad lifestyle, if you’re always snacking and eating rubbish, then you wouldn’t have the opportunity to switch this on,” he says

Nerve cells
Clearly, fasting to excess is not a good idea and anyone looking to make major changes to their diet or lifestyle should check with their GP first.

Dr Rubinsztein is optimistic about the future benefits of autophagy for treating disease.

His laboratory discovered that proteins form in clumps in the nerve cells of people with diseases like Alzheimer’s and Parkinson’s.

“We discovered that if you switch on autophagy you remove these proteins rapidly and protect against neurodegenerative diseases like Huntington’s and forms of dementia.”

He hopes that one day there might be drugs available to boost autophagy. Others clearly hope so too.

It was recently reported that a new start-up in America, Casma Therapeutics, received $58.5m to look into new drugs to boost autophagy.

BBC

يعتقد البعض أن عملية “الالتهام الذاتي للخلايا” (autophagy) قد تكون السبيل الجديد لإنقاص الوزن وإطالة العمر.

ويُعرّف “الالتهام الذاتي” بأنه عملية تجدد طبيعي تحدث على مستوى الخلية في الجسم، وقد تساعد على الحد من الإصابة ببعض الأمراض.

وفي عام 2016، فاز العالم الياباني يوشينوري أوسومي بجائزة نوبل لاكتشافاته في آليات الالتهام الذاتي. وأدت اكتشافاته إلى زيادة فهم أفضل لبعض الأمراض، مثل الشلل الرعاش والخرف.

ومنذ ذلك الوقت، تسابقت شركات الأدوية والأكاديميون لإيجاد عقاقير من شأنها تحفيز عملية “الالتهام الذاتي”. والتحق خبراء التغذية والصحة البدنية بالركب، قائلين إنه يمكن تحفيز العملية طبيعيا من خلال الصيام والتمارين الرياضية المكثفة والحد من الكربوهيدرات.

فماذا يقول العلماء؟
يقول ديفيد روبنزتين، أستاذ علم الوراثة العصبية الجزيئية في جامعة كامبريدج ومعهد أبحاث الخرف في بريطانيا: “بالتأكيد، تشير أدلة التجارب التي أجريت على الفئران إمكانية ذلك”.

وأضاف: “هناك أبحاث نجحت في تحفيز الالتهام الذاتي باستخدام الوسائل الوراثية والعقاقير أو الصيام، وفي تلك الحالات، عاشت الحيوانات في الغالب فترة أطول وظهر تحسن ملحوظ على شكلها الخارجي”.

ومع ذلك، قال أستاذ علم الوراثة إنه لم يتضح حتى الآن كيف يمكن تطبيق تلك الآليات على البشر.

وتابع: “على سبيل المثال، في الفئران مثلا ترى آثار الصيام على الدماغ خلال 24 ساعة، وفي بعض المناطق للجسم، مثل الكبد، تكون الآثار أسرع ظهورا. وعلى الرغم من أننا نعلم أن الصيام مفيد، لا نعرف، حتى الآن، تحديدا كم من الوقت سيحتاجه الإنسان في الصيام لرؤية فوائد العملية”.

ما هو الأوتوفاجي “الالتهام الذاتي”؟

• كلمة autophagy تأتي من الكلمة اليونانية auto “ذاتي” و phagein “يلتهم”
• إنها العملية التي تتحلل بها الخلايا وتعيد تدوير مكوناتها
• توفر الوقود والطاقة وكتل البناء لتجديد الخلايا
• بعد العدوى، يمكن أن يدمر الالتهام الذاتي البكتيريا والفيروسات
• تستخدم الخلايا الالتهام الذاتي للتخلص من البروتينات التالفة والعضيات، لمواجهة الآثار السلبية للشيخوخة على الجسم.

واكتشف الالتهام الذاتي للخلايا لأول مرة في فترة الستينيات، لكن أهميته الرئيسية لم تحدد إلا بعدما بدأ يوشينوري أوسومي أبحاثه في التسعينيات.

وقال روبنزتين: “ما اكتشفناه هو أن الالتهام الذاتي يقي من أمراض مثل الشلل الرعاش وضمور خلايا الدماغ وبعض أشكال الخرف”.

وأضاف: “يبدو أنها عملية مفيدة في سياق الحديث عن الحد من العدوى، إضافة إلى الوقاية من الالتهابات المفرطة”.

وتشير كتب الأنظمة الغذائية إلى أن العملية يمكن “تحفيزها” من خلال تغييرات في أنظمة الغذاء وأنماط الحياة، مثل الصيام.

كتلة العضلات
ويضع أحد الكتب الجديدة، الصادر بعنوان “غلو 15” للكاتبة نعومي ويتيل، برنامجا من 15 يوما يتضمن الصيام لـ 16 ساعة لثلاث مرات أسبوعيا، والتقليل من البروتين في بعض الأيام، وتناول الكربوهيدرات في وقت متأخر من اليوم، إضافة إلى تمارين رياضية مكثفة.

وتقول الكاتبة إن الاختبارات الأساسية للبرنامج التي أجريت على متطوعين في جامعة جاكسونفيل في فلوريدا أشارت إلى وجود عدد من الفوائد.

وتضيف: “بعض الناس فقدوا ما يقرب من سبعة أرطال في 15 يوما، وظهر على آخرين تحسن وانخفاض في عدد خطوط التجاعيد، إضافة إلى تغييرات في مستويات ضغط الدم، وتحسن في كتلة العضلات الهزيلة”.

ويقول روبنزتين إنه لن يضرك إي من هذه التوصيات التي أجريتها على حياتك.

ويتابع: “إذا كنت تعيش في نمط سيئ، وإذ كنت دائما تتناول الوجبات الخفيفة وغير الصحية، فلن تتاح لك الفرصة لتحفيز عملية الالتهام الذاتي”.

الخلايا العصبية
من الواضح أن الصيام المفرط ليس فكرة جيدة، ويتعين على أي شخص يفكر في إجراء تغييرات كبيرة على نظامه الغذائي أو نمط حياته أن يراجع طبيبه أولا.

ويعرب روبنزتين عن تفاؤله بشأن فوائد الالتهام الذاتي المستقبلية في علاج الأمراض.

واكتشف مختبر روبنزتين أن البروتينات تتشكل في الكتل الصغيرة للخلايا العصبية عند المصابين بأمراض ألزهايمر والشلل الرعاش.

وأضاف أستاذ الوراثة العصبية الجزيئية: “اكتشفنا أنه إذا قمت بتحفيز عملية الالتهام الذاتي، فستختفي تلك البروتينات بسرعة، وستقي من بعض الأمراض العصبية، مثل ضمور خلايا الدماغ وأشكال الخرف”.

ويأمل روبنزتين في أن تتوفر يوما ما العقاقير الملائمة لتحفيز الالتهام الذاتي وتعزيزه.

ومؤخرا، ذكرت تقارير أن شركة جديدة في الولايات المتحدة، يطلق عليها “كاسما ثيرابيوتكس”، حصلت على 58.5 مليون دولار لتطوير أدوية جديدة لتحفيز الالتهام الذاتي وتعزيزه.