Z biegiem czasu w komórce, niczym w małym domu, gromadzą się „śmieci” – uszkodzone białka, zużyte części czy atakujące mikroby. Autofagia działa jak system sprzątający: odnajduje te śmieci, pakuje je do specjalnych „worków”, przetwarza i zwraca do obiegu użyteczne składniki. Proces ten wspiera zdrowie komórek, chroni przed chorobami i dostarcza organizmowi energii podczas wysiłku fizycznego i głodu.
W ramach badań 10 zdrowych mężczyzn (średni wiek – 23 lata) zanurzano w wodzie o temperaturze 14°C przez określony czas każdego dnia przez tydzień. Naukowcy śledzili poziom białek we krwi, aby ocenić wpływ zimna na kluczowe reakcje komórkowe: autofagię, procesy zapalne i szok cieplny.
Przy gwałtownym schłodzeniu struktura białek w komórkach ulega zaburzeniu – zaczynają się one nieprawidłowo fałdować i sklejać. W odpowiedzi organizm uruchamia mechanizm obronny. Specjalne białka szoku cieplnego (HSP) pomagają przywrócić prawidłową formę uszkodzonych białek, zapobiegają ich kumulacji i kierują nieodwracalnie uszkodzone cząsteczki do utylizacji, m.in. poprzez proces autofagii.
Początkowo u uczestników badania obserwowano dysfunkcję autofagii, objawiającą się akumulacją białka p62. Pełni ono rolę „etykiety” – wiąże się z uszkodzonymi składnikami komórkowymi i przygotowuje je do usunięcia poprzez autofagię, a następnie jest wraz z nimi „wyrzucane”. Jeśli p62 się akumuluje, proces ten zostaje zaburzony. Jednocześnie wzrasta poziom kaspazy-3, odpowiedzialnej za apoptozę – samozniszczenie komórek. Dane te dowodzą kluczowego mechanizmu odpowiedzi komórkowej na stres: gdy autofagia (p62) jest nieskuteczna, aktywowany jest program kontrolowanej śmierci komórki (kaspaza-3).
Czwartego dnia eksperymentu poziom białka p62 spadł (choć pozostał wyższy niż początkowy), podczas gdy zawartość kaspazy-3 pozostała wysoka. Najwyraźniej autofagia nie radziła sobie ze stresem zimna. Jednak siódmego dnia sytuacja się zmieniła: aktywność związana z autofagią zaczęła przeważać nad sygnałami śmierci komórkowej. Stalowe klatki lepiej znosiły zimno.
Według naukowców, ekspozycja na zimno może pomóc zapobiegać chorobom, a nawet spowalniać proces starzenia na poziomie komórkowym. Konieczne są jednak dalsze badania.
