Räum‘ deine Zellen auf! Der beste Schutz gegen Altern, Krebs, Alzheimer & Co: 5. Autophagie vs. mTOR: Wie kann ich mein Leben optimal mit den Gesetzen der Biochemie in Einklang bringen?

in steemstem •  3 months ago

Nun sind wir endlich am Ziel angekommen. Das große Finale steht bevor. Wer soll für euch siegen mTOR (repräsentiert durch die Gespenster) oder die Autophagie (repräsentiert durch euren zellulärer Packman)?

Packman vs. Ghost.png

Wir haben in den letzten Artikeln erfahren was Autophagie ist und welche Rolle mTOR dabei spielt. Um uns besser in die Thematik eindenken zu können, haben wir uns das Ganze als eine Art Packman-Spiel vorgestellt und sind womöglich zu der Erkenntnis gelangt, dass vor allem eines wichtig ist und zwar den Packman (die Autophagie) permanent in Bewegung zu halten, sowie mTOR und seinen Freunden (den Gespenstern) nicht den Hauch einer Chance einzuräumen. In die Sprache des Stoffwechsels übertragen würde dies natürlich wieder bedeuten: Keinen Zucker, keine Milch, permanent Fasten, kein Dies und erstrecht kein Das. Aber keine Sorge, ich euer Chapper bin kein Ernährungsfetischist, der euch nun zum hundertsten Male predigt wie schlecht dieses oder jenes ist und dass es für euch nur eine Erlösung gibt und zwar die totale Kapitulation vor allem „Schönen“. Nein, ich möchte es diesmal vielleicht etwas diplomatischer angehen, denn eines muss klar sein: Jedes Extrem (man denke nur an Politik etc.) ist irgendwo schädlich und wird in irgendeiner Form irgendwann problematisch. Aber wer sollte wie und wann, was machen? Tatsächlich können diese großen Fragen, welche Millionen von Menschen beschäftigen und seit Jahren Woche für Woche zig Boulevard-Blätter und Diät-Ratgeber füllen, nicht ohne weiteres beantwortet werden. Und der Grund dafür ist ganz einfach: Es gibt nämlich kein ultimatives Patentrezept für jeden von euch! Alles was ich euch anbieten kann, und was euch andere auch lediglich anbieten sollten, sind Informationen über euren Stoffwechsel und die Nährstoffe, die in euren Körper gehören. Den Rest müsst ihr schon individuell mit euch ausmachen. Grundsätzlich ist es erstmal wichtig zu wissen, dass euer Körper aus zahlreichen komplexen Molekülen besteht, die ihr zum Teil selbst synthetisieren könnt, aber größtenteils importieren müsst. Dies bedeutet im Umkehrschluss, dass ihr so ausgewogen wie möglich essen müsst, um eine ausreichende Versorgung mit allen Nährstoffen sicherzustellen. Wenn also jemand kommt und euch bewusst irgendetwas vorenthalten will, solltet ihr erstmal immer skeptisch sein. Zunächst ist es von Vorteil sich einen Überblick über die grundlegenden Elemente zu verschaffen, aus denen euer Körper zusammengesetzt ist.

Hauptzusammensetzung des Körpers

• Proteine
• Fette
• Kohlenhydrate
• Koenzyme
• Ionen
• Wasser

Ok, das letzte ist klar. Ihr braucht natürlich Wasser und das am besten so rein wie möglich, denn immerhin besteht ihr je nach Alter, Geschlecht und Gesundheitszustand zu 55% bis 65% aus Wasser (Neugeborene sogar bis fast 80%)hier nachzulesen. Damit einhergehen kommen natürlich Ionen, d.h. Salze & Co. in euren Körper. Aber bereits hier solltet ihr vorsichtig sein, denn allzu viel Salz kann euch ebenfalls schaden. Ich geh‘ da jetzt aber nicht näher drauf ein, denn schließlich gehts hier um Autophagie und mTOR. Es sei jedoch erwähnt, dass eine allzu salzige Ernährung prinzipiell Bluthochdruck, chronische Entzündungen und Autoimmunerkrankungen fördert. Tatsächlich wurde sogar mal gezeigt, dass Salz in hohen Konzentrationen mTOR inhibiert [1]. Es zeigte sich jedoch auch, dass der Effekt vom Salz stark vom gegenwärtigen Zustand des Körpers abhängt, aber trotzdem eigentlich stets eher alles verschlimmert als verbessert. Also Finger weg von zu viel Salz! Achtet einfach darauf, dass ihr genug Mineralwasser und sowas trinkt, würzt mit Verstand, dann habt ihr definitiv genug vom Salz und alles wird gut.

Vitamine & Coenzyme

Besonders wichtig sind allerdings die Koenzyme (sowie natürlich auch Kosubstrate). Koenzyme sind alle möglichen Verbindungen, die euer Körper nur eingeschränkt selbst herstellen kann, die aber entscheidend für die Funktion eures Körpers sind, da sie beispielsweise die Funktionsfähigkeit von Enzymen erst ermöglichen. Typische Beispiele für Koenzyme sind die Vitamine. Vitamine kann der Mensch zum Teil selbst herstellen, aber häufig in nicht ausreichender Menge (z.B. Vitamin D) [2]. Manche Vitamine, wie jene der B-Reihe, werden hingegen von anderen Organismen hergestellt und müssen daher extern bezogen werden. Alle Vegetarier und Veganer können jetzt aufatmen, denn Vitamine der B-Reihe kommen zum Großteil in Pflanzen und auch Hefen vor (Prost!) [3]. Das wichtigste, nämlich Vitamin B12, ist allerdings primär in tierischen Produkten auffindbar (wobei dies hier von Bakterien produziert wird und in Spuren auch in Pflanzen enthalten sein kann!) [4, 5]. Wer jetzt denkt, dass dies mehr oder weniger egal ist den muss ich enttäuschen, denn gerade Vitamin B12 ist essentiell für die Synthese von Nukleinsäuren (DNA), so dass dessen Mangel enorme Konsequenzen für euch haben kann [5]. Empfehlenswert ist die bloße Einnahme von Vitamin B12-Präparaten übrigens nicht, da sich zeigte, dass die Vitamine der B-Gruppe wie in einer Form Orchester zusammenspielen und erst dadurch ihre volle Wirksamkeit entfalten. Leuten, die aus gesundheitlichen oder weltanschaulichen Gründen Fleisch meiden, sollten daher am besten auf Vitamin B-Kombipräparate zurückgreifen [6]. Einseitige Einnahme eines B-Vitamins muss unter allen Umständen vermieden werden.

Aber ich schweife schon wieder viel zu sehr ab. Ich denke jedoch es ist klar, dass der Verzicht auf bestimmte Grundnahrungsmittel wohl überlegt sein sollte. Bevor wir nun zu den Kohlenhydraten kommen, möchte ich allerdings noch auf ein Koenzym zusprechen kommen, welches für den weiteren Verlauf überaus wichtig ist. Die Rede ist von Adenosintriphosphat, kurz ATP. Erinnert ihr euch daran wie Kinasen arbeiten? Ich habe euch im vierten Artikel dieser Reihe erzählt, dass Kinasen negativgeladene Phosphatgruppen brauchen um diese auf andere Proteine zu übertragen und somit deren Funktion zu modulieren. Dieser Phosphatrest wird vor allem in den Kraftwerken der Zellen, den Mitochondrien auf ADP übertragen und erzeugt das überaus reaktionsfreudige ATP [5, 7]. ATP ist die Energiewährung der Zelle und dessen Verfügbarkeit ist die absolute Voraussetzung für die meisten Reaktionen der Zelle. Zusätzlich stellt ATP aber auch einen Baustein der DNA dar. Und jetzt ratet mal was absolut wichtig ist damit das AMP (aus welchem ADP und schließlich ATP gebildet werden kann) synthetisiert wird: Richtig, natürlich B-Vitamine und dabei allen voran B9 (Folsäure) und B12 (Cobalamin) [8, 9]. Es hängt also alles eng verschachtelt miteinander zusammen und ich rate daher dringend davon ab irgendwelche Experimente zu machen. Aber keine Sorge ihr müsst jetzt nicht permanent ein Haufen Fleisch essen (von Vitamin B12 braucht man auch gar nicht so viel, nur 30 µg pro Tag etwa [5]), wir sehen auch gleich was man bei Fleisch beachten muss.

Kohlenhydrate: Ist das Nahrung oder kann das weg?

Nun aber erstmal zu den Kohlenhydraten. Oh Gott Kohlenhydrate. Satan muss sie erfunden haben um uns jeden Sommer die Bikinifigur zu ruinieren. Finger weg von Kohlenhydraten, oder doch nicht? Also eines vorweg Kohlenhydrate sind absolut wichtig für uns, denn sie sind u.a. essentieller Bestandteil unserer Zellen. Vor allem Proteine, die sich außerhalb der Zelle aufhalten, tragen Kohlenhydrate auf ihrer Oberfläche (eine sogenannte Glykosylierung) [10, 11]. Aber auch Rezeptoren verfügen über kleine Zuckerbäumchen. Die Zucker an den Proteinen helfen bei der korrekten Faltung der Proteine, schützen die Proteine oder sind essentiell zur Interaktion mit Zielmolekülen [12]. Wer also glaubt Kohlenhydrate sind nur sinnloses Teufelszeug der irrt gewaltig. Nicht minder wichtig aber (ich geh vorher mal kurz in Deckung) ist die Funktion der Kohlenhydrate als Energieträger. Dazu muss ein Konzept der zellulären Biochemie kurz näher beleuchtet werden und zwar die Glykolyse und damit einhergehende Stoffwechselwege.

Biochemie I.png

In der Abbildung zusehen ist die Glykolyse und die mitochondriale Atmungskette, sowie dazwischen der Zitronensäurezyklus. Glucose wird zunächst in der Glykolyse zu Pyruvat oxidiert. Dabei Fallen schonmal zwei wesentliche Energieträger an, nämlich etwas ATP und Reduktionsäquivalente. ATP kennen wir bereits, es ist die Grundwährung der Zelle. Bei Reduktionsäquivalenten handelt es sich um Einheiten die Elektronen übertragen. Beim gesamten Stoffwechsel geht es immer um die Übertragung von Elektronen. Jeder Nährstoff, der etwas auf sich hält, verfügt über Elektronen und die werden ihm in mehreren enzymatischen Schritten entzogen und als Reduktionsäquivalente verpackt. Ziel eines effizienten Stoffwechsels ist es dabei so viele Elektronen wie möglich aus einem Nährstoff zu ziehen. Dies schafft die Glykolyse aber nicht allein (es sind also im Pyruvat noch Elektronen übrig), weshalb in weiteren Schritten (u.a. dem Zitronensäurezyklus) quasi der letzte Elektronenrest aus den Nährstoffen gepresst wird. Wenn die Glucose dann so richtig schön in Reduktionsäquivalente überführt wurde, geht es zur mitochondrialen Atmungskette. Diese Kette (Komplex I bis IV) kann man sich vorstellen wie eine Art Wasserkraftwerk. Die Elektronen, welche von den Reduktionsäquivalenten bis hierher transportiert wurden, werden nun dafür eingesetzt um Protonen (also Wasserstoffionen, H+) zu pumpen. Durch diesen Pumpmechanismus entsteht auf einer Seite der inneren mitochondrialen Membran ein so stark Druck, dass es schließlich zu einer explosionsartigen Entladung kommt. Bei dieser Entladung werden die Protonen zum Druckabbau durch die sogenannte ATP-Synthase (Komplex V) geleitet, welche die geballte Power nutzt um wiederum ein Phosphation an ein ADP zu heften, wodurch ATP entsteht. Aus einem Molekül Glucose entstehen bei vollständiger Nutzung mehr als 90% der ATP-Moleküle auf diese Weise. Glykolyse und andere Verfahren generieren ca. die restlichen 10% [5]. Die Zelle braucht also gar nicht die Mitochondrien um Glucose zu verwerten. Sie kann das Ganze auch einfach über die Glykolyse abwickeln. Der Nachteil ist dabei nur, dass es somit u.a. zur Säurebildung (Lactatbildung) kommt, die eure Zellen beeinträchtigt und ihr Gefahr lauft Probleme mit eurem Blutzuckerspiegel zu kriegen. Checkt dazu bitte auch den Artikel von Scienceblocks hier.

Nun müsst ihr wissen, dass ihr diese Probleme mit dem Zucker (also Säurebildung, Blutzucker etc.) auch dadurch umgehen könnt in dem ihr einfach nur Fette und Proteine esst. Fette und Proteine (bestehend aus Aminosäuren) generieren Energie nämlich vorrangig über die Mitochondrien [5]. Wichtig dabei ist jedoch die Tatsache, dass die Glucoseverwertung zum einen wesentlich schneller funktioniert, worüber sich euer Gehirn unter anderem sehr freut. Zum anderen ist Zucker aber auch Ausgangspunkt vieler weiterer Stoffwechselreaktionen, ohne die es nun einmal nicht läuft. Siehe dazu die nächste Abbildung.

Biochemie II.png

Es ist erkennbar, dass im Zuge der Glykolyse (oder auch schon von der Glucose selbst) zahlreiche Nebenreaktionen ermöglicht werden. Ihr könnt in der Abbildung blaue und schwarze Pfeile erkennen. Die schwarzen deklarieren den Fluss von Nebenprodukten (also z.B. Abbauprodukte von Glucose). Die blauen Pfeile hingegen zeigen den Fluss der bereits oben erwähnten Reduktionsäquivalente. Wir sollten uns am besten nochmal kurz die Träger dieser Reduktionsäquivalente näher ansehen.

NADP vs. NAD.png

In der obigen Abbildung sind die beiden Coenzyme NADP+ und NAD+ gezeigt, welche maßgeblich für den Transport von Reduktionsäquivalenten (primär Elektronen) verantwortlich sind. NAD in seiner reduzierten Form (NADH+H+) liefert dabei die Elektronen z.B. zur Atmungskette um dort ATP zu generieren. NAD+ ist daher für die Energiegewinnung wichtig. NADPH+H+ (die reduzierte Form von NADP+) hingegen transportiert Elektronen zu wichtigen aufbauenden Stoffwechselreaktionen, vor allem zur Synthese von Nukleinsäuren (daraus wird später dann u.a. die DNA), Aminosäuren, sowie von allem „Fettigen“. Nun kann man an der Stelle einwenden, dass es auch ein Enzym gibt, welches einfach NADH in NADPH umwandeln kann, die sogenannte NAD-Kinase (wieder eine Kinase also siehe[13]. Demnach würde es daher gar keine Glucose erfordern um NADPH zu erzeugen, denn immerhin wird NADH auch beim Abbau von Fettsäuren oder Aminosäuren frei. Das ist völlig richtig und würde die Notwendigkeit von Glucose sofort wiederlegen. Der entscheidende Vorteil von Zucker ist aber (abgesehen davon, dass die NAD-Kinase natürlich ATP braucht), dass neben der bereits erwähnten schnellen Metabolisierung, essentielle Zwischenprodukte generiert werden, ohne die die erwähnten aufbauenden Stoffwechselwege schlichtweg zum Erliegen kommen würden. Bei diesen Substanzen handelt es sich vor allem um Glycerin für die Synthese von Triglyceriden, um Ribose-5-Phosphat für die Nukleinsäuresynthese, um Pyruvat für die Synthese nicht-essentieller Aminosäuren, um Abkömmlinge der Glucose wie Mannose, die entscheidend für die Zuckerbäumchen auf Proteinen und Fetten sind, und vieles mehr [5, 12]. Ihr seht also, dass Zucker elementar ist für die Funktionsweise einer Zelle ist, nur eben nicht in inflationären Ausmaß wie Scienceblocks dies bereits beschrieben hat. Auf das Problem extremer Glucosezufuhr hab‘ ich unter anderem auch schon im vierten Artikel hingewiesen, als ich darauf zu sprechen kam, dass das durch Glucoseaufnahme freigesetzt Insulin den mTOR-Signalweg mitaktiviert. Noch schlimmer ist es aber, wenn zu viel Zucker ungenutzt in eurem Körper verbleibt. In dem Falle kommt es neben der bereits erwähnten Ansäuerung, Insulinresistenz etc. zusätzlich zur Bildung von sogenannten AGEs. AGEs (Advanced Glycation End Products) sind Zuckerderivate, welche nicht-enzymatisch bei der Reaktion von Zuckern mit Proteinen, Fetten und auch Nukleinsäuren entstehen (in einer sogenannten Millard-Reaktion) [14]. Da sich diese AGEs an euren Zellen festsetzen und zahlreiche Schäden anrichten können (mehr dazu vielleicht an anderer Stelle), führen diese zu Stress und allen damit einhergehenden Erscheinungen (zum Beispiel Alterung, wie der Name AGEs bereits suggeriert). Die Bildung von AGEs ist vor allem dann begünstigt, wenn sich entweder stets zu viel Zucker in eurer Blutbahn befindet oder dieser nicht effizient genug entfernt werden kann. Ursachen, die solche Probleme begünstigen sind natürlich Insulinresistenz, sowie generell ein zu hoher Zuckerkonsum. Allerdings kann dies auch unabhängig davon passieren, wenn ihr Zucker zu spät am Tage konsumiert. Der Grund dafür ist das Schlafhormon Melatonin, welches gewissermaßen eure Bauchspeicheldrüse blockiert [15, 16]. Dadurch verhindert Melatonin die ausreichende Freisetzung von Insulin. Der Zucker verbleibt daher länger in eurer Blutbahn und bedingt die Bildung von AGEs. Ein weiteres Problem beim Zucker ist aber auch, dass Glucose oft nicht allein kommt. In den meisten Süßspeisen, Softdrinks und auch Früchten kommt Glucose zusammen mit Fructose vor. Fructose kann zwar ebenfalls über die Glykolyse abgebaut werden [5] und auch die Unabhängigkeit der Fructose von Insulin ist auf den ersten Blick nicht besonders gravierend [17]. Problematisch ist eher, dass sich vor allem eure Leber der Fructose annimmt und diese in Folge als Fett abspeichert [18]. Da die Leber aber nicht unbedingt als Fettspeicher dienen sollte, gibt es irgendwann gesundheitliche Schwierigkeiten, wie z.B. die Fettleber. Weiterhin führt eine starke Ansammlung von Fett in der Leber dazu, dass die Zellen weniger stark auf Insulinreagieren, wodurch die vielzitierte Insulinresistenz gefördert wird siehe dazu auch. Dies gilt übrigens auch für alle anderen Bereiche in eurem Körper an welche die Leber irgendwann das Fett weiterleitet. Weiterhin muss euch klar sein, dass der leichtverdauliche Zucker und Insulin zusammen euren Fettabbau bremsen [5, 19]. Wenn ihr immer Zucker im Überschuss habt, dann lagert euer Körper schön das restliche Fett ein. Daher sind so Köstlichkeiten wie Pommes Frites eine besondere gesundheitliche Katastrophe. Die ganze Sache kann man jetzt bis Ultimo weiter diskutieren, es soll erstmal ein Fazit für den Bereich Zucker ausgegeben werden:

Fazit Kohlenhydrate:

• Zucker kann durchaus als Ausgangspunkt für Baustoffe dienen
• Zucker kann schnell lebensnotwendigen Organen (vor allem dem Gehirn) Energie bereitstellen, wirkt sich also positiv auf eure Fitness aus
• Im Überschuss bewirkt Zucker (vor allem das Duett Glucose & Fructose) aber
o die Ansäuerung des Körpers
o strapaziert eure Bauchspeicheldrüse
o induziert den mTOR-Signalweg und verhindert somit Autophagie
o bedingt die Bildung von AGEs
o sorgt für die Akkumulation von Fett
o und im schlimmsten Falle fördert es die Bildung einer Fettleber und in der Folge Insulinresistenz

Was kann man tun um Zucker „vernünftig“ zu konsumieren und dadurch die Zellen frisch und gesund zu erhalten?

Erstmal schont eure Bauchspeicheldrüse und esst am besten Lebensmittel mit verzweigten Kohlenhydraten, also natürlich Lebensmittel und lasst verarbeitete Lebensmittel mit hohem Zuckergehalt links liegen. Verzweigte Kohlenhydrate findet ihr vor allem in verschiedenen Gemüsesorten aber auch Hülsenfrüchten wie Bohnen oder Erbsen. Dabei kommt es aber auch darauf an, dass das Gemüse nicht komplett durchgekocht ist. Je roher, desto besser, denn so wird die Glucose sukzessiv abgegeben, was eurem Insulinspiegel nur moderat erhöht. In der Folge bleibt ihr länger satt und vor allem euer mTOR auf einen gesunden Aktivitätslevel. Weitere verzweigte Kohlenhydratvarianten sind aber natürlich auch in Vollkornprodukten enthalten. Für ambitionierte Brotesser empfiehlt sich also eher Pumpernickel oder Vollkornbrot statt Toastbrot (Toastbrot ist ganz schlecht). Versucht außerdem so wenig Fructose wie möglich zu euch zu nehmen. Ich empfehle ganze Früchte, statt Fruchtsäfte zum Beispiel. Fruchtsäfte sind aufkonzentriert Zuckerbomben, Früchte hingegen sind naturbelassen und haben neben Zucker noch weitere (vorteilhafte) Substanzen (z.B. Ballaststoffe und Vitamine) dabei [6]. Außerdem müsstet ihr wirklich viele ganze Früchte essen um ein vergleichbares Äquivalent wie beim Saft zu erhalten. Das ihr die Finger von Softdrinks lassen solltet ist hoffentlich ohnehin klar. Ansonsten ist es vielleicht wichtig nochmals zu betonen, dass ihr gegen Abend am besten so wenig Kohlenhydrate wie möglich zu euch nehmt. Gebt den AGEs keine Chance! Kohlenhydrate sind also nicht unbedingt das Problem, es ist eher die Tatsache, dass Zucker heute in krankhaften Ausmaße uns verabreicht wird.

Fett oder nicht fett, das ist hier die Frage

Wenn ihr den roten Faden oben halbwegs nachverfolgen konntet, dann ist euch hoffentlich klar, dass keine Lebensmittel, welche auch Teil eures Körpers sein können, ausgespart werden sollten. Als Kind der 90iger Jahre kann ich mich noch an eine regelrechte Fetthysterie erinnern (heute ist es ja eher wegen den Kohlenhydraten so, aber das haben wir zum Glück geklärt). Damals fing das alles mit diesen Light-Produkten an, nur leider wurden dabei vor allem die Produkte und nicht die Konsumenten light. Und auch die Produkte sind nicht wirklich light, denn irgendwas muss ja den Geschmack im Lebensmittel halten und das ist dann meist… ihr habt’s erraten: Es ist natürlich Zucker [20]! Ich will jetzt auch nicht groß über Fette schwadronieren, denn eigentlich geht’s hier ja um mTOR und Autophagie, und nicht um Ernährungsberatung. Nur eine Sache zu Fetten und zwar: Fette sind die Energiebomben überhaupt! Aus einem Molekül Fettsäuren bekommt ihr mal locker das drei bis vierfache wie aus einem Molekül Zucker. Dadurch ergibt sich für uns eine ganz besondere Konsequenz nämlich viel ATP. Viel ATP wiederum bedeutet eine hohe mTOR-Aktivität und dies liegt an einer weiteren wichtigen Kinase, die wir noch besprechen sollten, nämlich AMPK. Ihr seht im nächsten Bild mal wie das berühmtberüchtigte ATP aussieht.

AMP ADP ATP.png

Warum ist ATP so reaktiv? Ich stelle mir das immer so vor: Alle drei Phosphationen sind negativ geladen und stoßen sich daher einander ab. Je näher man die Phosphate zusammenbringt, desto stärker wird der Druck in dem Molekül, sodass jedes Enzym, dass die Macht der „unentspannten“ Phosphate entfesseln kann, in der Lage ist enorm viel Energie freizusetzen. Ich weiß, dass mir irgendein Physikochemiker wahrscheinlich wegen der Erklärung erstmal aufs Dach steigen wird, aber so stell‘ ich mir das vor und ich denke es ist eine gute Analogie. ATP ist also der ultimative Energie-Carrier und dieser wird bei der Verwertung von Fetten in extremer Fülle bereitgestellt. Durch einen hohen Anteil an ATP hat das Enzym AMPK jedoch keine Chance in Aktion zu treten. AMPK steht für AMP-aktivierte Proteinkinase, denn sie wird bei Überangebot von AMP erst aktiviert [21]. Ein Überangebot von AMP gibt es aber nur dann, wenn die Zelle ein gewisses Energieminimum, sprich geringe Nährstoffversorgung erfahren hat. Was hat das Ganze jetzt mit mTOR und Autophagie zu tun? Nun die AMPK ist ein Sympathisant des zellulären Packman indem sie als Ghostbuster auftritt, siehe dazu die nächste Abbildung.

AMPK signaling.png

Wie ihr erkennen könnt kommt AMPK erst bei relativ hohen Mengen an AMP so richtig in Fahrt. AMPK bindet dabei AMP und erreicht in der Folge seine volle Aktivität. Dies bedeutet für euch, dass eine permanent hohe Aufnahme von Energieträgern, welche einen hohen ATP-Gehalt bedingen, Autophagie verhindert. Aber vergesst bitte nicht, dass Fette durchaus sehr gesund sind. Viele Fette sind sogar essentiell für euer Überleben, denn sie dienen unter anderem als Signalmoleküle in eurem Gehirn, sind wichtig für die die Gehirnentwicklung und tragen sogar zur Bekämpfung von Entzündungen bei [5, 22-27]. Darüberhinaus bestehen unsere Zellen zu einem nicht unerheblichen Teil aus Fetten. Die Membranen immerhin bis zu 50% aus Fetten aufgebaut. Aber auch Cholesterin ist trotz seines schelchten Rufs extrem wichtig. Es ist nämlich ebenfalls eminenter Bestandteil eurer Zellmembranen, sowie verantwortliche für die zelluläre Signaltransduktion, sowie ein zentraler Ausgangsstoff für die Synthese von Hormonen und Vitaminen, sowie für die Bildung von Gallensäure [5, 12]. Wichtig ist einfach, dass ihr darauf achtet wirklich natürliche Fette zu euch zu nehmen, dabei gilt das gleiche wie bei Kohlenhydraten: Meidet industriell verarbeitete Produkte und bezieht eure Fette am besten aus pflanzlichen Quellen. Zu empfehlen sind vorallem Nüsse, aber auch fettiger Fisch oder Fischöl (Vegetarier können auch Alternativen wie Algenölkapseln nutzen) oder Samen [6]. Meidet aber in jedem Fall Margarine (Transfette) und einen allzuhohen Anteil von Lebensmitteln mit gesättigten Fettsäuren (die versteifen u.a. eure Zellen). Das tolle an Olivenöl ist übrigens, dass die polyphenolischen Verbindungen, die darin enthalten sind mTOR inhibieren [28]. Langt beim Olivenöl also ruhig ordentlich zu.

Proteine: mTORs Buddies!

Wir hatten bisher zahlreiche Nährstoffe behandelt und dabei festgestellt, dass Fette und Kohlenhydrate mTOR eher indirekt, also nebenher aktivieren. Bei Fetten zum Beispiel über eine geringe AMPK-Aktivität und bei Zucker über den Insulin-Signalweg (natürlich aber auch wegen inaktiver AMPK).

[Ich sollte an der Stelle vielleicht noch eine Sache anmerken: Zu sagen, dass Fette allgemein in keinsterweise den Insulinspiegel erhöhen ist meiner Meinung nach nicht ganz korrekt. Es scheint vielmehr so als ob Fette oder freie Fettsäuren sehr wohl einen Einfluß auf den Insulinspiegel hätten. Da ich da aber nicht so ganz durchblicke sei einfach nur auf ein paar Quellen verwiesen [29-33]. Falls jemand es genau weiß soll er mir unten in die Kommentare eine Richtigstellung reinposten. Vielen Dank.]

Bei Proteinen ist die Ganze Sache meiner Meinung nach etwas klarer. Erst seit einigen Jahren ist der Mechanismus Aminosäure- oder Protein-vermittelter mTOR-Aktivierung besser verstanden. Dem gegenwärtigen Stand der Forschung nach ergibt sich folgendes Bild: Die beim Abbau der Proteine freigesetzten Aminosäuren werden in Lysosomen (also jene Strukturen, die später auch unseren zellulären Packman formen) aufgenommen. Überschreitet das Level an freien Aminosäuren eine gewisse kritische Grenze, so erlauben verschiedene Proteine (sozusagen „Friends of mTOR“) auf der Oberfläche der Lysosomen, dass mTOR binden kann und somit aktiviert wird [34]. Dabei ist besonders interessant, dass tierische Proteine mTOR anscheinend wesentlich stärker aktivieren als pflanzliche Protein [35]. Die genaue Ursache ist meines Wissens nach nicht bekannt. Es scheint aber so zu sein, dass vor allem ein hoher Anteil essentieller Aminosäuren (also Aminosäuren, die wir nicht selbst herstellen können) in tierischen Produkten dafür verantwortlich sind [36]. Eine diese Aminosäuren, Methionin, ist besonders kritisch, denn diese stellt in den meisten Fällen die erste Aminosäure in einem Protein dar [5]. Habt ihr kein Methionin aufgenommen gibt’s auch keine frisch synthetisierten Proteine und somit auch keine Zellteilung. Jenachdem was ihr mit eurem Körper vorhabt, solltet ihr also abwegen was für Proteine ihr zu euch nehmt. Seit ihr Schwanger oder noch sehr jung, könnt ihr bei Proteinen ruhig ordentlich reinhauen. Auch wenn ihr zum Beispiel sportlich äußerst aktiv seit und dafür viel Muskelmasse aufbauen müsst, ist ein erhöhter Proteinkonsum sicherlich ratsam. Ihr müsst euch lediglich darüber im klaren sein, dass beispielsweise Aminosäuren wie Leucin auch die Sekretion von Insulin bewirken können [37]. Dadurch wird eine Route eingeschlagen, die zusätzlich den mTOR-Signalweg aktiviert [38]. Hinzukommt, die bereits oben erwähnte mTOR-Aktivierung über die Lysosomen. Außerdem wird mTOR weiterhin dadurch am Laufen gehalten, weil der Zelle mehr ATP zur Vefügung steht [21]. Wenn ihr also viel Protein zu euch nehmt, dann gibt’s schon mindestens drei Mechanismen, die mTOR stetig oben halten:

                   1.   Insulinsignaling
                   2.   Aktivierung über Lysosomen
                   3.   Verhinderung der Deaktivierung durch ATP-Überschuß

Letzterer Punkt wird dann zusätzlich noch durch Zucker und Fett verstärkt. Beziehungsweise Punkt 1 auf jeden Fall noch durch Zucker. Wenn ihr jetzt gleichzeitig noch leichtes Übergewicht habt und dadurch eine erhöhte Insulinresistenz aufweist, dann wird nochmehr Insulin freigesetzt. Dadurch gibt’s dann noch mehr mTOR-Signaling usw. usw. usw… . Kurzum ihr könnt machen was ihr wollt, euer zellulärer Packman hat keine Chance. Ihr habt massig Energiesubstrate (Zucker, Fette, Aminosäuren, vielleicht noch Alkohol), dazu kommen haufenweise Zellbausteine (vielmehr als ihr wahrscheinlich braucht) und dann am besten noch irgendwelche schädlichen Zusätze wie Fructose, Transfette und das Ganze am besten noch spät abends, damit der ganze Zucker auch schön als AGEs euren Zellen den Rest gibt. Na klar in jungen Jahren kann dieser Cocktail euch vielleicht ordentlich in die Höhe schießen lassen, aber spätestens wenn ihr ausgewachsen seit, könnt ihr richtig Probleme kriegen. Fakt ist einfach, dass ihr ab einem bestimmten Alter, ich sag mal so vielleicht schon ab Anfang 20, einfach nicht mehr soviel Baustoffe braucht. Gerade Leute die schon etwas älter sind, so um die 50 vielleicht, leben bei solch einem Lifestyle extrem gefährlich, denn ab einem bestimmten Alter entarten hier und da im Körper auch mal ein paar Zellen [35]. Prinzipiell sterben die Zellen ab und werden vom Immunsystem entfernt, wenn aber mTOR auf 200% läuft, dann laufen diese Zellen vorallem in einen Richtung und die heißt Krebserkrankung. Es zeigte sich, dass Mäusen denen Tumorzellen infiziert wurden viel eher einen richtigen Tumor ausbildeten, wenn sie viele Proteine bekamen als die Kontrollgruppe mit weniger Protein. Vergleichbare Ergebnisse wurden auch in Menschen beobachtet [35]. Macht euch bitte klar wieviel Nahrung ihr tatsächlich braucht. Und achtet auf die Zusammensetzung. Fakt ist, dass euer Körper einen Grundgehalt an Proteinen verlangt und wir solange „weiterfressen“ wird ausreichend Proteine aufgenommen wurden [36]. Es ist daher durchaus ratsam ausreichend Proteine zu sich zunehmen nur eben,

                   1.   die richtigen Proteine
                   2.   so reine Proteine wie möglich

Dies bringt uns wiederum zum gleichen Fazit wie bereits im Falle von Kohlenhydraten und Fetten. Esst möglichst naturbelassen und möglichst pflanzlich. Hülsenfrüchte beispielsweise haben einen wesentlich geringen Anteil essentieller Aminosäuren und decken euren Proteinhunger äußerst effizient [39]. Mit den Proteinen ist es also eine sehr schwierige Angelegenheit, denn hier entscheidet wirklich das Timing und die Qualität der Nahrung.

Hoppla, jetzt habe ich gerade bemerkt, dass der Artikel zu groß wird. Ich poste gleich den Rest in einem weiteren Artikel nach, dort findet ihr dann auch alle Referenzen, sowie die endgültige Antwort zu Packman und den Gespenstern ;-)

Bis gleich

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Puh, Hammer Artikel und klasse Abbildungen! Ich lese gerade ein Buch (Der Ernährungs-Kompass), der eigentlich genau das Gleiche aussagt. Auch ziemlich gut und verständlich geschrieben.
Vor allem interessant finde ich zB je nachdem wie stark die Insulinresistenz schon ausgeprägt ist, kommt der Körper besser mit einer Low Carb Ernährung klar.

Aber wie du auch schon schreibst, am allerwichtigsten ist es, um (hoffentlich) gesund zu bleiben, sich ausgewogen zu ernähren und darauf zu achten, was man so zu sich nimmt - um so natürlicher, um so besser.

Jetzt muss ich mich mal auf deinem Blog genauer umschauen.

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Hi grizzabella, vielen Dank für deinen tollen Kommentar.
Seit ich an der Universität meinen Schwerpunkt auf Biochemie legte beschäftigt mich dieses Thema sehr. In der Tat sind viele verpeilte "Fakten" unterwegs und ich kann dir sagen, dass du mit dem Buch "Der Ernährungskompass" genau ins Schwarze getroffen hast. Das Buch von Bas Kast ist dermaßen sauber recherchiert (obwohl ich auch hier und da vielleicht Abstriche machen würde), dass man es problemlos jedem nur wärmstens empfehlen kann. Zum Beispiel dachte ich all die Jahre Reis essen ist eine super Idee. Das lag daran weil ein Freund von mir (Kraftsportler) immer sagte der glykämische Index von Reis sei so niedrig, deshalb hab ich das Zeug auch immer permanent in mich reingeschaufelt. Seit Bas Kast weiß ich aber, dass Reis nicht nur einen brutal hohen GI hat (vorallem Jasmin-Reis), nein ich hab auch gelernt, dass man Reis immer mit viel statt wenig Wasser kochen soll und ordentlich abspülen muss damit das giftige Arsen weg ist. Wirklich eine prima Info. War mir all die Jahre nicht klar. Also empfehle sein Buch (nein, ich kenne ihn nicht und bekomme auch keine Müde Mark von ihm oder seinem Verlag) ruhig an jedem der dir am Herzen liegt weiter (und meinen Artikel natürlich auch ;-).

Diese Infos werden Leben retten

Gruß

Chapper

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Das Thema Ernährung interessiert mich schon lange, ich hab sogar Ökotrophologie studiert (arbeite allerdings nicht in dem Bereich). Biochemie fand ich auch immer spannend, aber mir fiel es immer schwer die ganzen Stoffwechselvorgänge zu kapieren... Molekulariologie finde ich sogar noch viel interessanter...
Jedenfalls bin ich aber kein Fanatiker irgend einer besonderen Ernährungsrichtung, mir ist bzw wird es lediglich immer wichtiger mich so gesund wie möglich zu ernähren...
Auf das Buch von Bas Kast bin ich eigentlich auch nur durch Zufall gestoßen. Ich hatte zuletzt viel überlegt, ob es gut ist, sich mehr Low Carb zu ernähren oder inwiefern ich vielleicht mehr Proteine aufnehmen sollte...
Ich dachte auch echt, in hab doch ein bisschen Ahnung aber das mit dem Reis fand ich zB auch echt interessant. Dachte auch immer Reis ist gut. Hab den zwar nicht so oft gegessen aber nun bin ich da auch schlauer... Werde mich nachher gleich mal an das 6. Kapitel machen. Und wenn ich durch bin, werde ich das Buch meinen Eltern in die Hand drücken. Ich überleg auch schon, ob ich hier auf Steemit. evtl ne Rezension drüber schreiben soll. Mal schauen...

LG grizza :)

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Witzig, ich bin auch durch Zufall drauf gestoßen. Wollte mir eigentlich ein Buch über Kakteen kaufen, aber dann kam meine Freundin mit dem Buch um die Ecke und fragte ob das brauchbar sei. Ich hab nur zweimal durchgeblättert und gleich erkannt welches Potential dieses Buch hat. Ich finde er sollte das Buch auch in anderen Sprachen verlegen. Ich übersetze ja gerade den Text hier ins Englische und werde ihn da auch erwähnen. Wenn du eine Rezension schreibst, dann kannst du das definitiv auch promoten. Nicht weil ich will, dass Bas Kast reich wird (das gönne ich ihm natürlich), sondern einfach weil ich finde, dass gute Informationen allen Menschen zugänglich sein sollten. Und bisher ist mir auch noch kein Buch wie seines untergekommen.

Na dann viel Spaß mit dem 6. Kapitel

Grüße

Chapper

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Und bisher ist mir auch noch kein Buch wie seines untergekommen.

Mir auch nicht und daher finde ich es auch so genial. Vor allem beantwortet es viele meiner Fragen, die mir in letzter Zeit bezüglich Ernährung so durch den Kopf gegangen sind.

Ich bin schon auf die restlichen Kapitel gespannt.

LG grizza

wow was für ein Post. #de-stem ist zwar grad im Urlaub aber die würden wenn sie wieder da sind sich sicher über einen solchen Post freuen und ein Vote da lassen.

Ich folge dem garantiert, da auch Biologe. Die Zeichnungen sind toll :D

*als Ergänzung zum Fazit

Die Aminos gelangen in das Lysosom, nicht die Nahrungs-Proteine. Mit über 3 Kilo Dalton gelangen diese ja nicht mal mehr aus dem Darmlumen in das Blut. Die Proteine die im Lysosom autophagiert werden stammen ja aus der Faltung in der Zelle selbst. Auf der Oberfläche löst dann wie du schreibst, das Leucin die Aktivierung aus. Da es den Schwellenwert von 3g Leucin gibt, sind tierische Proteine anaboler als Pflanzliche, das ist der Grund. Supplementiert man die pflanzlichen mit Leucin, dann verschwindet der Unterschied.

"Accumulating evidence suggests that the strongest independent predictor of muscle anabolic potential is the leucine content of the ingested protein source( 61 ). In addition to providing substrate for the synthesis of new muscle protein, leucine acts as a key signal for activating the muscle protein synthetic machinery. The leucine content of animal proteins is typically 10 % or greater, whereas the leucine content of most plant proteins ranges from 6 to 8 %. An exception to this rule is maize protein, which constitutes approximately 12 % leucine. The leucine content can be modified simply by adding free leucine to the protein source. Two studies have demonstrated that adding free leucine (2·5 g) to a meal-like bolus of casein further increases the postprandial stimulation of muscle protein synthesis at rest( 62 , 63 )."

(Gorissen und Witard 2017)

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Hi lauch3d,

vielen Dank für die Infos. Ich werd's gleich mal nacheditieren damit niemand verwirrt ist.
Ich wollte den Artikel auch noch ins Englische übersetzen, ein Glück, dass es dir aufgefallen ist, sonst würde ich diese Ernährungs-Fake-Infos noch über den Planeten verstreuen ;-) Ich habe mich bloss gefragt wie ich den Lesern das am besten klar mache (vorallem jenen die keinen biochemischen Hintergrund haben).

Ich schau mal wie ichs am besten mache,

vielen Dank nochmal

Beste Grüße

Chapper

Boah leck, das ist echt einiges an Text was da zusammen gekommen ist.
Saubere Arbeit und ein riesen Aufwand. Sicherlich auch wegen den Zeichnungen.

TOP! DANKE!

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Hi Hasemann, um ehrlich zu sein die Zeichnungen machen mir irgendwie immer am meisten Spass. Aber stimmt schon die dauern natürlich auch. Ich habe jahrelang Ilustrator von Adobe verwendet, aber das ist mir mittlerweile zu teuer. Nehme seit neustem Inkscape und bin super zufrieden.

Mal sehen worum es im nächsten Artikel so geht. Hab schon ein paar Ideen, aber naja muss auch erstmal durchgeführt werden.

Bis dahin noch eine schöne Zeit

Gruß

Chapper

From my favourite game character.

Lese mir grade deine älteren Artikel durch, die sind echt super.

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Vielen Dank,

das waren so die Anfänge!

Einen schönne start in die Woche

Chapper