Hemmen Proteine die Autophagie?

Proteine hemmen die Autophagie über eine zentrale Schaltstelle: das Protein mTOR. Aminosäuren, die Bausteine der Proteine, aktivieren mTOR, sobald sie in die Zelle gelangen. Ein aktives mTOR bremst die Autophagie. Dieser Mechanismus ist in Zellstudien und Tierversuchen gut belegt und ist genau der Angriffspunkt von Medikamenten wie Rapamycin.

Konkret läuft das so ab: Zwei Transportproteine an der Zelloberfläche schleusen Aminosäuren ins Zellinnere. Schaltet man diese Transporter aus, wird mTOR gehemmt und Autophagie messbar aktiv. Solange du also ausreichend Protein zu dir nimmst, hält mTOR die Autophagie unterdrückt. Nachgewiesen wurde das in Zellkulturexperimenten.

Bei längerem Fasten kommt eine interessante Rückkopplung ins Spiel. Autophagie baut altes Zellmaterial ab und liefert dabei neue Aminosäuren. Diese Aminosäuren reaktivieren mTOR, sodass die Autophagie sich nach einer Weile selbst wieder abschaltet. Dazu gibt es bisher nur Daten aus Nierengewebe von Ratten und vergleichbaren Tiermodellen.

In gealterten Zellen ist das Bild komplizierter. Dort kann die Autophagie sogar erhöht sein, selbst wenn mTOR aktiv ist, weil mTOR-unabhängige Wege genutzt werden. Außerdem liefert die Autophagie in solchen Zellen Aminosäuren, die mTOR antreiben und so die Produktion von Entzündungsstoffen am Laufen halten. Ob es dann sinnvoller ist, mTOR zu hemmen oder nicht, hängt stark vom Zelltyp ab; die Folgen reichen von Zellreparatur bis zum Zelltod.

Eine proteinreiche Mahlzeit, genauer gesagt die darin enthaltenen Aminosäuren, hält mTOR aktiv und bremst damit die Autophagie. Fasten oder ein vorübergehend geringes Proteinangebot ist der am besten untersuchte Weg, diese Bremse zu lösen.