תהליכי בנייה ושימור בתא מתרחשים כל הזמן בשיווי משקל אחד עם השני. החלבון המזוהה עם הבקרה על תהליכי הבנייה הוא mTOR. בניית מסת שריר, גדילה וגם סרטן מזוהים עם חלבון זהה. החלבון שמזוהה עם תהליכי השימור הוא AMPK כאשר אוטופגיה (התחדשות תאים) היא הנושא העיקרי שמדברים עליו בהקשרו. מה הוא הגורם העיקרי שקובע האם התא ייכנס למצב בנייה או שימור? המצב האנרגטי בתא.
רמת הפוסט: מתקדם
ATP, ADP & AMP
המצב האנרגטי בתא שניתן למדידה על ידי היחס של ATP/AMP הוא אחד הגורמים המשפיעים ביותר בשפעול חלבונים ואנזימים בתא. ATP הוא מטבע האנרגיה של התא בעל 3 קבוצת פוספט אשר מחזיקות בקשר הכימי שלהם אנרגיה רבה המשמשת לתהליכים כימיים התא. בשונה ממנו הAMP מכיל קבוצת פוספט אחת ולכן הוא אוצר בקשרים שלו פחות אנרגיה מATP. בשלב הביניים יש את ADP שהוא מכיל 2 קבוצות פוספט כאשר במיטוכונדריה ADP הופך לATP ובמצב של דרישה אנרגטית גבוהה ADP מוסר קבוצת פוספט והופך לAMP. לכן יחס ATP/AMP גבוה אומר שיש הרבה אנרגיה זמינה בתא ויחס נמוך אומר שאין הרבה אנרגיה.
בנייה מול שימור – הבנה איכותית
יחס גבוה של ATP/AMP מסמל לגוף שאפשר לבנות כי יש אנרגיה ולכן mTOR מגביר את הפעילות שלו וAMPK מדוכא. ביחס נמוך מתקבלת התמונה ההפוכה ובנוסף לכך עלייה של mTOR מדכאת את AMPK וההפך. ניתן לראות אם כן שתהליכי הבנייה והשימור בתא נמצאים ברגולציה עם מנגנוני משוב אחד על השני.
מהסתכלות איכותית ניתן להבין זאת גם בלי להכנס לביוכימיה של המנגנונים. כאשר יש שפע אנרגיה ניתן “לבזבז” אנרגיה על בנייה וגדילה וכאשר חסר אנרגיה הגוף נכנס למגננה ומאט תהליכי בנייה ומתחיל תהליכי שימור.
בנוסף למצב האנרגטי בתא שהוא הבקר המרכזי על חלבונים אלו הורמונים וחלבונים חיצוניים נוספים גם כן מבקרים את mTOR וAMPK. לדוגמא רמות גבוהות של לפטין מסמנות על מצבורי שומן גדולים זאת אומרת הגוף נמצא בשפע אנרגיה ולכן הוא מדכא את AMPK.
אינסולין שרמות גבוהות שלו מסמנות מצב אנרגטי גבוה מפעיל את mTOR ומעודד בנייה. זוהי אחת הסיבות שאינסולין נחשב הורמון אנבולי (אנבולי – מעודד גדילה).
איכות חיים מול אורך חיים הבחירה המושכלת
בזרמים השונים של הקהילות הקטוגניות יש טרנד שרץ כבר די הרבה זמן והוא הגבלת חלבונים. הבסיס של הטענה הזאת מגיע רופא בשם Dr. Ron Rosedale שבהרצאה שלו הראה שצריכת חלבונים מוגברת מפעילה mTOR שהוא בתורו מקושר לסרטן והזדקנות.
למסקנות דומות של הארכת חיים ומניעת מחלות מגיעים אנשים שתומכים בתזונות דלות מאד בקלוריות וצומות זאת על ידי הפעלת AMPK ואוטופוגיה.
הבעיה המרכזית של שתי הגישות האלה שהן מתסכלות על אורך החיים בלי להסתכל גם על איכות החיים. הרבה מן המחקרים הקשורים להארכת חיים נעשו על זבובים או על חיות אחרות כאשר איכות החיים שלהם כנראה לא עניינה כל כך את החוקרים אך ניתן לראות שהם פעילים פחות בהשוואה לביקורת. ממסקנות של מחקרים כאלה ואחרים עשו קפיצה לוגית והסיקו שאם נדכא את mTOR ונגביר את AMPK נחייה יותר. אומנם טענה זו נכונה אך מה המשמעות של תהליכים אלו שאנו רוצים לעודד? עצירת החיים, דעיכה, נבילה ובגדול קפאון הגוף. Dr. Ron Rosedale מדבר על mTOR שהוא מופעל כשאוכלים מעל 30 גרם חלבון בארוחה וממליץ לא לאכול מעל המינימום חלבון שהגוף צריך ביום כדי לא לעודד את mTOR. ובכן כשמסתכלים על זה מנקודת מבט של בנייה מול שימור דבר זה מובן לחלוטין. כאשר אנו מספקים לגוף אבני בניין יקרים כמו חומצות אמינו ועוד בעודף זה יעודד את הגוף לגדול. מה בהקשר של סרטן? סרטן היא מחלה של תאים ממאירים לכן זה יהיה טבעי לראות תהליכים הקשורים לגדילה מוגברים. האך האם מכן ניתן להסיק שחלבון שמפעיל mTOR גורם לסרטן? ממש לא, יש כאן בלבול גדול מאד בין קורולציה לסיבתיות.
עקב התכונות של mTOR וAMPK לווסת גדילה של תאים בגוף אכן יש עליהם מחקר נרחב בהקשר של סרטן ואפילו פותחו תרופות שמתמקדות על חלבונים ספיציפיים אלו.
“The observation that mTOR inhibition extends lifespan and delays the onset of age-associated diseases in mammals has led manyto speculate that mTORi nhibitors could be used to enhance longevity in humans. The major drawback of prolonged rapamycin treatment in humans, however, is the potential for side effects such as immunosuppression and glucose intolerance. There is reason for optimism, however, as a trial in healthy elderly humans using everolimus showed safety and even improved immune function (Mannick et al., 2014), and alternative dosing regimens have been proposed that can promote longevity with reduced side effects (Arriola Apelo et al., 2016). Given that many of the negative metabolic side effects associated with mTOR inhibitors are due to inhibition of mTORC2, while the anti-aging effects are due to inhibition of mTORC1, the development of mTORC1-specific inhibitors would be particularly beneficial.”
דיכוי של mTOR מאריך חיים אבל מוריד באיכות החיים
מסת שריר מופחתת, ירידה ברגישות לאינסולין, ירידה ביכולת לאגור שומן ובאופן כללי פגיעה במטבוליזם הם התסמינים של דיכוי mTOR. מצד שני הפעלה מוגברת שלו גם כן תגרום לבעיות אך מצב זה ייקרה רק במצב של האבסה. זה לא המצב שאנו מכוונים אליו בתזונה קטוגנית קרניבורית. כאשר תחושת הרעב שלנו מווסתת את התאבון שלנו ואנו אוכלים מספיק חלבון שמגיע עם שומן באוכל דחוס אנרגטית ובניוטיארנטים אנו נפעיל את mTOR ברמה מספקת המאזנת בין אורך חיים לאיכות חיים. אני מתנגד להגבלת חלבון וקלוריות על מנת לעודד AMPK ולדכא mTOR בהסתכלות שלי עדיף להיות שרירי, אנרגטתי ופעיל מאשר לחיות בתיאוריה יותר שנים אבל “בהילוך נמוך”.
הפוסט הבא שמומלץ לקרוא: מעבר לאינסולין מחשבות על מיטוכונדריה
מקורות
שתי המקורות העיקריים שלי על AMPK וmTOR הם העדכניים ביותר נכון לכתיבת הפוסט. שתיהם מכילים מספיק מידע על התפקוד, מבנה והרגולציה של החלבונים האלה בתא בנוסף לאספקטים רפואיים שלהם כמו פיתוח תרופות לסרטן והארכת חיים למי שמתעניין לקרוא עוד.
mTOR – Saxton RA, Sabatini DM, march 2017, mTOR Signaling in Growth, Metabolism, and Disease. link.
AMPK – Hardie DG, April 2015, AMPK: positive and negative regulation, and its role in whole-body energy homeostasis. link.