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Autophagie – Warum „Sich selbst verzehren“ wichtig ist
Der zweite Hauptsatz der Thermodynamik besagt vereinfacht in etwa, dass die Entropie (also die Unordnung) in einem geschlossenen System bei nicht-idealen Bedingungen stets zunimmt.
Wer Kinder hat, kann sich das immer am besten mit dem Zustand des Kinderzimmers vor Augen halten. In die Biologie übersetzt heißt das, wenn man nicht unter Aufwendung von Energie permanent aufräumt, nimmt die Unordnung so zu, dass Leben nicht mehr möglich ist.
Zellen als kleinste organisatorische Einheit des Lebens haben zum Aufräumen sogar zwei Mechanismen entwickelt, die mittlerweile auch etwa von Gesundheitsinfluencern Aufmerksamkeit erhalten.
Wie wichtig diese Aufräumprozesse sind, belegt auch etwa die Tatsache, dass die Entdeckung beider Mechanismen jeweils mit einem Nobelpreis gewürdigt wurde: 2004 die Entdeckung des Ubiquitin-Proteasom-Systems mit dem Chemie-Nobelpreis und 2016 die Entschlüsselung der Autophagie mit dem Nobelpreis für Medizin und Physiologie.
Während das Ubiquitin-System (neben vielen mittlerweile entdeckten regulatorischen Rollen) insbesondere der Qualitätskontrolle bei der Proteinbiosynthese dient (also bereits Ordnung bei der Produktion schafft), ist das Autophagie-System umfassender am Ordnung Schaffen beteiligt.
Was ist das Autophagie-System?
Das Wort Autophagie aus dem Griechischen bedeutet so viel wie „Sich selbst verzehren“. Synonym gebraucht wird auch der Begriff Autophagozytose – Phagozytose, das „Zellfressen“ beschreibt allgemein den Mechanismus, mit dem Zellen Partikel aus dem sie umgebenden Medium aufnehmen. Die Funktionsweise der Autophagie ist dabei sehr ähnlich.
Die Autophagie gilt als wichtiger Prozess, um das Gleichgewicht zwischen neu produzierten und „verbrauchten“ alten Zellbestandteilen aufrecht zu erhalten. Während das Ubiquitin-System als Qualitätskontrolle fehlgefaltete Proteine direkt bei der Produktion „entsorgt“, werden mit der Autophagie solche abgebaut, die erst durch sekundäre Einflüsse fehlgefaltet oder denaturiert worden sind.
Auch ganze Zellorganellen, die am Ende ihres Lebenszyklus sind, werden so abgebaut und ihre Bestandteile recycelt. Außerdem werden eingedrungene Pathogene wie Viren, Bakterien oder Pilze auf diese Weise abgebaut – in Immunzellen werden deren Bestandteile mittels Autophagie für die Antigenpräsentation aufbereitet.
Nicht zuletzt ist Autophagie Bestandteil eines programmierten oder induzierten Zelltods, der Apoptose.
Der Prozess findet in jeder eukaryotischen Zelle (Zellen mit Zellkern) statt, wird aber unter bestimmten Bedingungen deutlich gesteigert. Dazu gehören insbesondere Mangelbedingungen, was Autophagie im Zusammenhang mit Fastenkuren vor allem in die sozialen Medien gebracht hat.
Arten von Autophagie
Mechanistisch lassen sich grob drei Arten von Autophagie unterscheiden:
- Makroautophagie
Dabei werden ganze Zellorganellen und Proteinkomplexe abgebaut. Ein Teil der Membran des Endoplasmatischen Retikulums umschließt Strukturen, die für den Abbau markiert wurden, vollständig. Diese Vakuole wird zum Lysosom transportiert, mit dem sie fusioniert. Die enthaltenen sauren Hydrolasen zerlegen die Organellen und Proteine dann in ihre wiederverwendbaren Bestandteile. An der Makroautophagie ist die Kinase mTOR (mechanistic target of rapamycin) beteiligt.
- Mikroautophagie
Dabei werden unter anderem Mikroorganismen und kleiner Proteinaggregate direkt durch Einstülpung der lysosomalen Membran in das Lysosom aufgenommen.
- Chaperon-vermittelte Autophagie
Das Chaperon Hsc 70 – eines der sogenannten Hitzeschockproteine – vermittelt einen weiteren Weg der Autophagie. Es erkennt eine bestimmte Aminosäuresequenz, dockt an diese Proteine und vermittelt über einen Rezeptor, das lysosomenassoziierten Membranprotein Typ 2A (LAMP2A), die Aufnahme ins Lysosom. Dort entfaltet das Chaperon das Protein zum Abbau.
- Mitophagie
Dies beschreibt den selektiven Abbau von Mitochondrien, wenn diese beschädigt oder überaltert sind.
Welche Bedeutung hat Autophagie für unsere Gesundheit?
Grundsätzlich ist Autophagie ein wichtiger Prozess in den Zellen. Er schützt vor der Anreicherung dysfunktionaler Proteine und Organellen und sorgt für eine fortwährende Erneuerung. In Zeiten von Mangel ist Autophagie ein Überlebensmechanismus, um Ressourcen zu schonen und lebenswichtige Prozesse aufrecht zu erhalten.
Es gibt einige Hinweise darauf, dass eine gestörte Autophagie zur Entstehung und/oder zum Krankheitsbild verschiedener Erkrankungen beitragen kann. So gelten neurodegenerative Erkrankungen wie Alzheimer, bei der sich fehlgefaltete Proteine anhäufen, als mit einer gestörten Autophagie zusammenhängend. Eine Verbindung wird auch bei Parkinson vermutet.
Auf der anderen Seite führen Stoffwechselstörungen wie etwa Diabetes mellitus zu einer gestörten Autophagie durch das dauerhaft erhöhte Nährstoffangebot. Das kann etwa die Anhäufung geschädigter Organellen wie den Mitochondrien begünstigen.
Für ein gut funktionierendes Immunsystem ist ebenfalls eine funktionierende Autophagie wichtig. Ist diese gestört, kann das Infektionen begünstigen.
Autophagie und Krebs
Ein ganz eigenes Kapitel ist der Zusammenhang von Autophagie und Krebs. Es ist, wie einige Autoren formulieren, „ein zweischneidiges Schwert“.
Präventiv und im Anfangsstadium der Krebsentstehung wirkt Autophagie unter anderem als Bestandteil der Apoptose tumorhemmend.
Bei etabliertem Krebs kann der Mechanismus allerdings auch den Krebszellen helfen. Sie nutzen Autophagie dann etwa als Überlebensmechanismus, um den „Attacken“ einer Chemotherapie zu entgehen oder, wenn es zu Nährstoffmangel durch z. B. selektive Unterbindung der Blutgefäßanbindung von Tumoren kommt.
Lässt sich Autophagie aktiv steuern?
Richtig ist, dass Autophagie durch äußere Einflüsse induziert, beziehungsweise gesteigert wird. Insbesondere Nahrungsmangel und Hypoxie steigern über verschiedene Signalwege die Autophagie in den Zellen.
Das bedeutet, dass sich grundsätzlich mit Fasten oder mit intensivem Sport ein Einfluss nehmen lässt – in welchem Ausmaß das allerdings wirkt, lässt sich gegenwärtig nicht genau sagen.
Es gibt dementsprechend nicht „die“ Übung oder „die“ Fastenkur, um „die“ Autophagie einzuleiten. Eine Übersichtsarbeit aus dem Jahr 2025 kommt zu dem Schluss, Intervallfasten könnte womöglich die Autophagie steigern.
Es gibt aber keinen konkret bestimmbaren Zeitpunkt einer Fastenkur, ab dem „die Autophagie“ in Gang gesetzt würde. Das wird von vielen individuellen Faktoren beeinflusst. Dementsprechend lassen sich nur allgemeine Aussagen treffen, wie das eine ausgewogene Ernährung gesund ist ebenso wie ein angemessener Anteil an Sport und Bewegung.
Es gibt eine Reihe von Studien und Arbeiten darüber, Autophagie mit pharmazeutischen Wirkstoffen zu inhibieren (etwa in Tumoren) oder anzuregen. Beispielsweise ist bekannt, dass die Malariamittel Chloroquin oder Hydroxychloroquin die Autophagie inhibieren (weil sie die Bildung der Lysosomen behindern, in denen sich auch die Malaria auslösenden Plasmodien vermehren).
Als ein die Autophagie anregender Wirkstoff wird unter anderem Spermidin beschrieben. Die Forschung steht allerdings noch recht am Anfang.
Kann man Autophagie im Körper spüren?
Autophagie lässt sich nicht spüren und wie beschrieben auch nur mittelbar steuern. Unbestritten ist es ein wichtiger Prozess, der dabei hilft, die Zellen zu entgiften und aufzuräumen.
Eine optimale Autophagie trägt vielfältig dazu bei, gesund zu bleiben und gesund zu altern, während eine fehlerhafte zu verschiedenen Erkrankungen führen oder beitragen kann.
Insgesamt kann man sagen, dass vollmundige Versprechen, bestimmte Fastenkuren, Techniken oder Nahrungsergänzungsmittel „die Autophagie“ anregen würden, aktuell nicht belegbar sind.
Es gibt noch viel zu dem Thema zu erforschen. Ein gesunder Lebensstil dürfte sich aber wahrscheinlich positiv auch auf die Autophagie auswirken. Quellen:
https://www.biophys.mpg.de/2746239/autophagie-pia-erdbruegger
https://doi.org/10.1113/JP287938
https://flexikon.doccheck.com/de/Autophagie
https://www.aerzteblatt.de/archiv/autophagie-selbstverstuemmelung-als-ueberlebensstrategie-da349572-74af-4226-afe1-348f28180567
https://www.dak.de/dak/gesundheit/koerper-seele/autophagie_226422#rtf-anchor-haufige-fragen-zur-autophagie
https://www.antikoerper-online.de/autophagie-pathway-94/
https://doi.org/10.1016/j.canlet.2025.217909
https://doi.org/10.1016/j.drup.2024.101170
https://doi.org/10.1016/j.bbcan.2025.189342