اتوفاژی، روزه‌داری و طول عمر

دکتر یوشینوری اوسومی (Yoshinori Ohsumi)، زیست‌شناس ۷۱ ساله ژاپنی، جایزه نوبل فیزیولوژی و پزشکی سال ۲۰۱۶ را به خاطر کشفیاتش در زمینه مکانیسم‌های «اتوفاژی» از آن خود کرد. در واقع، اتوفاژی مکانیسمی هومئوستاتیک و یک سیستم تمیزکاری سلولی محسوب می‌گردد که برای تداوم حیات طبیعی سلول لازم و ضروری است. برای افزایش عمر یک سیستم بدنی (مانند سیستم قلب و عروق) و پایداری عملکردی یا هومئوستاز آن، نه‌تنها لازم است که تمامی سلول‌های آن پویایی خود را حفظ کرده و با یکدیگر ارتباطات ساختاری و عملکردی سازنده برقرار نمایند، تک تک اجزا و ارگانل‌های داخل سلولی آن‌ها نیز می‌بایستی عملکرد طبیعی داشته باشند.

یکی از پیامد‌های کارکرد طولانی سلول‌ها و اجزای داخل آن‌ها در سالیان دراز، خستگی، فرسودگی و از کار افتادن آن‌هاست. نتیجه این تغییرات، وقوع پیری سلولی و در نهایت پیر شدن فرد خواهد بود. برای جلوگیری از این وقایع و یا برای به تأخیر افتادن آن، یا باید سلول‌ها و اجزای‌شان آنقدر قدرتمند گردند که در مقابل شرایط استرس‌زا مقاومت بالایی داشته باشند و یا سلول‌های فرسوده و از کار افتاده با سلول‌های تازه و سرحال جایگزین شوند. بدن انسان بدین منظور کدام راه را انتخاب می‌کند؟

اتوفاژی به معنای «خودخوری» است که طی این فرآیند، سلول‌های بدن ما ارگانل‌ها و اجزای داخلی پیر و فرسوده و از کار افتاده خود را می‌خورند و زمینه جایگزین شدن آن‌ها با اجزای جدید تازه نفس را فراهم می‌سازند. به‌دنبال روند تجزیه و خورده شدن اجزای غیر عملکردی تجمع‌یافته در داخل سلول، محتویات آن‌ها مجدداً وارد چرخه متابولیسم سلول خواهد شد (بازچرخش).

در صورت افزایش بیش از حد اتوفاژی، تر و خشک باهم خواهند سوخت. به عبارتی دیگر، در این حالت نه‌تنها اجزای فرسوده و خراب بلکه اجزای جدید و سالم هم بلعیده خواهند شد. در غیاب اتوفاژی نیز، تجمعات ماکرو‌مولکول‌ها، پروتئین‌های فاقد عملکرد و ارگانل‌های معیوب و از کار افتاده نه تنها دیگر کار مفیدی برای سلول انجام نمی‌دهند، بلکه فضای سلول را اشغال کرده و عرصه را برای فعالیت ارگانل‌ها و عناصر سالم و جوان تنگ خواهند کرد و حتی اجزای خراب منجر به تخریب و از کار افتادن سایر اجزای عملکردی سالم سلول خواهند شد.

فرض کنید که در یک جعبه پر از سیب سالم و تازه، یکی از سیب‌ها گندیده است. اگر این سیب گندیده برای مدتی در آن‌جا باقی بماند، به‌تدریج خرابی آن به سیب‌های مجاور نیز سرایت کرده و آن‌ها را هم مبتلا به گندیدگی خواهد کرد. در نتیجه، طول عمر بقیه سیب‌ها هم کاهش پیدا خواهد کرد. اما اگر همان ابتدا سیب گندیده را از جعبه خارج سازیم، سایر سیب‌ها کماکان سالم خواهند بود و طول عمر بیشتری را تجربه خواهند کرد. وظیفه‌ی اتوفاژی در داخل سلول‌های بدن ما، برداشتن سیب‌های گندیده است.

فرآیندی مشابه نیز وجود دارد که نسبت به اتوفاژی بیشتر شناخته شده‌است. این فرآیند «آپوپتوز» یا مرگ برنامه‌ریزی شده سلولی است. در این پدیده، سلول‌ها از همان ابتدا طوری برنامه‌ریزی شده‌اند که پس از یک تعداد معینی از تقسیم‌های سلولی، به‌صورت برنامه‌ریزی شده بمیرند. اگر‌ چه این نوع مرگ‌سلولی در نگاه اول ممکن است تا حدودی ترسناک به‌نظر برسد، اما برای تداوم سلامتی لازم و ضروری خواهد بود. به عنوان مثال، فرض کنید که ماشینی دارید که به آن علاقه‌ی زیادی داشته و با آن خاطرات زیادی تجربه کرده‌اید. ولی پس از چند سال رانندگی، این ماشین شروع به ایجاد دردسر برای شما می‌کند.

پس از آن دیگر خوب کار نکرده و خیلی خوب به‌نظر نمی‌رسد. در این حالت این ماشین کم کم هزینه‌های زیادی را بر شما تحمیل می‌کند. حال آیا بهتر است که آن ماشین را در گوشه‌ای از پارکینگ داشته باشید در حالی‌که تبدیل به یک آهن قراضه‌ی بی‌مصرف شده است؟ واضح است که خیر. بنابراین شما به‌نحوی از شر آن ماشین خلاص شده و یک اتومبیل جدید و «جذاب» خریداری می‌کنید. همین وقایع در بدن ما نیز رخ می‌دهد. سلول‌ها با گذر زمان پیر شده و بی‌مصرف می‌شوند. حالا بهتر است که بعد از اتمام زندگی مفید‌شان، به شکل برنامه‌ریزی شده از قبل، دچار مرگ شوند. این موضوع تا حدودی بی‌رحمانه به‌نظر می‌رسد اما زندگی بیولوژیک بدین صورت است. این پدیده همان فرآیند آپوپتوز است که در آن، از قبل تعیین شده است که سلول‌های بدن پس از گذشت مدت زمانی مشخص بمیرند.

پدیده مشابهی نیز در سطح داخل سلولی رخ می‌دهد. در این حالت شما ضرورتاً نیازی به تعویض کل ماشین ندارید. گاهی اوقات شما نیاز دارید تا تنها باطری ماشین را تعویض کنید؛ لذا باطری کهنه را برداشته و به‌جای آن یک باطری نو کار می‌گذارید؛ فرآیندی که در دنیای سلولی به «اتوفاژی» معروف است. طی اتوفاژی غشای‌های سلولی پیر، بقایای ارگانل ها و سایر اجزای از کار افتاده سلول (از قبیل میتوکندری های معیوب) از طریق انتقال به داخل لیزوزوم‌ها توسط آنزیم‌های لیزوزومی تجزیه می‌شوند (شکل ۱). این پدیده یکی از شروط اصلی زندگی سالم و افزایش طول عمر سلولی است.

روزه‌داری و اتوفاژی

روزه‌داری و محدودیت دریافت کالری محرک اصلی شناخته‌شده برای اتوفاژی محسوب می‌گردد. تغییرات رژیم غذایی و شیوه زندگی در ماه رمضان اغلب با کاهش دریافت غذا و بنابراین کاهش کالری دریافتی همراه است. به یاد بیاورید که گلوکاگون هورمون ضد انسولین است. اگر انسولین افزایش یابد گلوکاگون کاهش پیدا می‌کند و برعکس. وقتی که ما غذا می‌خوریم سطح انسولین در خون افزایش یافته و سطح گلوکاگون کاهش پیدا می کند. حالت معکوس هم در روزه‌داری اتفاق خواهد افتاد. افزایش سطح گلوکاگون، فعالیت اتوفاژی در سلول‌ها را تحریک می‌نماید. این موضوع، به‌معنای واقعی، پاک‌سازی سلولی است. سلول‌های بدن ما اجزای پیر و از کار افتاده را شناسایی کرده و آن‌ها را به سمت «تخریب و تجزیه» می‌فرستند. تجمع همین ترکیبات بی‌مصرف و به‌درد نخور (زباله‌های سلولی) در سلول‌هاست که یکی از عوامل ایجاد کننده پیری زودرس و بسیاری از اثرات پیری می‌باشد.

روزه‌داری فراتر از تحریک اتوفاژی، برای بدن ما فواید بسیاری دارد. در این ارتباط، می‌توان به دو مورد از فواید بسیار مهم روزه‌داری اشاره نمود: اولاً با تحریک اتوفاژی بدن‌مان را از بقایای اضافی سلولی و اجزای بی‌مصرف پاک‌سازی می‌کند؛ ثانیاً همزمان هورمون رشد را نیز تحریک می‌نماید که به بدن‌مان اطلاع می‌دهد که «ساخت و تولید» اجزای جدید و «جذاب» را برای سلول‌ها آغاز نماید. بدین ترتیب، بدن ما در طول یک‌ماه روزه‌داری تحت یک بازسازی کامل قرار می‌گیرد.

از سویی دیگر، اتوفاژی یک فرآیند کاملاً کنترل شده است. اگر این «خودخوری» خارج از کنترل شده و در خوردن اجزای داخل سلولی دچار جنون شود، می‌تواند به یک پدیده‌ی مضر بدل گشته و صدمات جبران‌ناپذیری برای سلول به بار آورد. بنابراین بایستی شدیداً تحت کنترل و تنظیم دقیق باشد. اگر فعالیت اتوفاژی در طول زندگی در حد پایه در سلول‌ها حفظ گردد، تجمع محصولات اضافی و فاقد عملکرد آهسته‌تر شده و سلول‌ها دیرتر عملکرد طبیعی خود را از دست خواهند داد و لذا طول عمر آن‌ها و بدن انسان افزایش پیدا خواهد کرد.

چه چیزی اتوفاژی را خاموش می‌کند؟ خوردن!

گلوکز، انسولین و پروتئین‌ها همگی خاموش‌کننده‌ی پدیده اتوفاژی و تمیزکاری سلولی هستند. حتی مقادیر اندکی از یک اسید‌آمینه (مانند لوسین) می‌تواند موجب کاهش سطح اتوفاژی شود. بنابراین این پدیده در روزه‌داری‌ها خوب کار می‌کند، در حالیکه ممکن است در برخی دیگر از محرومیت‌های غذایی ساده و یا رژیم‌های غذایی خاص اتفاق نیافتد. مطالعات مشخص کرده‌اند که محدودیت دریافت کالری (به‌طور مثال کاهش بیش‌از ۳۰٪ کالری دریافتی) و روزه‌داری (به صورت متوالی مثلاً یک ماه یا به‌صورت متناوب مثلاً ۲ روز در هفته) سیگنال‌هایی را در بدن به‌راه می‌اندازد که در نهایت با تحریک اتوفاژی، فرآیند پاک‌سازی داخل سلولی را باعث می‌شوند. در صورتی که روزه‌داری ماه رمضان با کاهش متوسطی در کالری دریافتی همراه باشد و این کاهش کالری دریافتی در طول سال و در ایام پس از ماه رمضان نیز حفظ گردد اثرات مفید‌تری در کاهش بیماری‌های مختلف مرتبط با پیری و افزایش طول عمر خواهد داشت.

نتیجه‌گیری

روزه‌داری اسلامی یکی از روش‌هاست که به بهترین نحو می‌تواند مجری اتوفاژی مطلوب باشد. اما باید متذکر شد که اثرات روزه‌داری با یک پرخوری بعدی حذف خواهد شد. بنابراین، برای آن‌که تأثیر روزه‌داری اسلامی بر فعالیت اتوفاژی و پاک سازی سلولی، در حد مطلوب باشد، فرد روزه‌دار می‌بایست در زمان افطار و ساعات بعد از آن از پرخوری اجتناب کرده و غذای متعادلی (از نظر حجم و کالری) میل نماید. البته در این‌جا باید تعادلی وجود داشته باشد. اتوفاژی خیلی زیاد و اتوفاژی خیلی کم هر دو به یک اندازه برای بدن مضر و پرخطر خواهند بود. پس همان‌طوریکه روزه می‌گیریم، می‌بایستی تغذیه مناسبی نیز داشته باشیم. این امر به سلول‌های بدن ما اجازه می‌دهد که به دنبال مصرف غذا، رشد کنند و در حین روزه‌داری، از اجزای اضافی به‌درد نخور تمیز شوند. این یعنی تعادل. زندگی سالم حاصل این تعادل‌هاست.