Z biegiem czasu komórki, niczym mały dom, gromadzą „śmieci” – uszkodzone białka, zużyte części lub inwazyjne mikroby. Autofagia działa jak system sprzątający: wyszukuje te odpady, przechowuje je w specjalnych „workach”, przetwarza i zwraca organizmowi użyteczne składniki. Proces ten utrzymuje zdrowie komórek, chroni przed chorobami i dostarcza organizmowi energii podczas ćwiczeń i postu.
W badaniu wzięło udział 10 zdrowych mężczyzn (średni wiek 23 lat), którzy byli zanurzani w wodzie o temperaturze 14°C przez godzinę dziennie przez tydzień. Naukowcy monitorowali poziom białek we krwi, aby ocenić wpływ zimna na kluczowe reakcje komórkowe: autofagię, stan zapalny i szok cieplny.
Nagłe schłodzenie komórek powoduje zaburzenie ich struktury białkowej – komórki zaczynają się nieprawidłowo fałdować i zlepiać. W odpowiedzi organizm aktywuje mechanizm ochronny. Specjalistyczne białka szoku cieplnego (HSP) pomagają przywrócić uszkodzonym białkom ich właściwy kształt, zapobiegają ich kumulacji i kierują nieodwracalnie uszkodzone cząsteczki do utylizacji, również poprzez autofagię.
Początkowo u uczestników badania występowała dysfunkcja autofagii, objawiająca się akumulacją białka p62. Białko to działa jak „marker” – wiąże się z uszkodzonymi składnikami komórkowymi i przygotowuje je do usunięcia poprzez autofagię, a następnie jest „usuwane” wraz z nimi. Akumulacja p62 powoduje zaburzenie procesu. Jednocześnie wzrasta poziom kaspazy-3, odpowiedzialnej za apoptozę (samozniszczenie komórek). Dane te wskazują na kluczowy mechanizm odpowiedzi komórkowej na stres: gdy autofagia (p62) jest nieskuteczna, aktywowany jest program kontrolowanej śmierci komórki (kaspaza-3).
Do czwartego dnia eksperymentu poziom białka p62 spadł (choć nadal utrzymywał się powyżej poziomu wyjściowego), podczas gdy poziom kaspazy-3 pozostał wysoki. Najwyraźniej autofagia nie była w stanie poradzić sobie ze stresem wywołanym zimnem. Jednak do siódmego dnia sytuacja uległa zmianie: aktywność związana z autofagią zaczęła przeważać nad sygnałami śmierci komórkowej. Komórki zaczęły lepiej tolerować zimno.
Według naukowców, ekspozycja na zimno może pomóc zapobiegać chorobom, a nawet spowolnić proces starzenia na poziomie komórkowym. Potrzebne są jednak dalsze badania.
