ในผู้ใหญ่ มีหลักฐานโดยตรงใดบ้างที่แสดงให้เห็นว่าการจำกัดช่วงเวลารับประทานอาหาร (time-restricted eating), การอดอาหารเป็นช่วงๆ (intermittent fasting), การอดอาหารระยะยาว (prolonged fasting) หรือการกลับมารับประทานอาหารหลังจากนั้น ส่งผลเปลี่ยนแปลงต่อ autophagy หรือ autophagic flux ในเนื้อเยื่อหรือเซลล์ของมนุษย์ และหลักฐานดังกล่าวมีน้ำหนักมากเพียงใด?
การตรวจวัด autophagic flux โดยตรงในมนุษย์แสดงให้เห็นว่า การอดอาหารติดต่อกันหลายวัน (3-5 วัน) กระตุ้น autophagy ในเนื้อเยื่อที่มีการทำงานของระบบเมแทบอลิซึมสูง เช่น กล้ามเนื้อโครงร่างและประชากรเซลล์ภูมิคุ้มกันบางกลุ่ม ทว่าการจำกัดช่วงเวลารับประทานอาหารในแต่ละวันและการอดอาหารข้ามคืนกลับให้ผลที่ไม่สม่ำเสมอหรือส่งผลเพียงเล็กน้อย ซึ่งแปรผันอย่างมากตามชนิดของเนื้อเยื่อ วิธีการตรวจวัด และสภาวะสุขภาพของแต่ละบุคคล โดยหลักฐานที่มีน้ำหนักมากที่สุดมาจากงานวิจัยที่ใช้ lysosomal inhibitors ในการตรวจวัด flux แทนการวัดปริมาณตัวบ่งชี้แบบคงที่ (static marker abundance)
บทคัดย่อ
การศึกษาวิจัย 14 ฉบับที่ประเมินการตอบสนองของ autophagy ต่อการอดอาหารในกลุ่มผู้ใหญ่ เผยให้เห็นคุณภาพของหลักฐานเชิงประจักษ์ที่มีความหลากหลายและการตอบสนองที่จำเพาะต่อเนื้อเยื่อ การศึกษาที่ใช้การทดสอบ autophagic flux ที่ผ่านการตรวจสอบความถูกต้องร่วมกับ lysosomal inhibitors ให้หลักฐานเชิงประจักษ์ที่หนักแน่นที่สุด โดย fasting-mimicking diet เป็นเวลา 5 วัน ช่วยเพิ่ม autophagic flux ใน peripheral blood mononuclear cells เมื่อเปรียบเทียบกับกลุ่มควบคุม (p=0.0191) [1] และการอดอาหารโดยสมบูรณ์เป็นเวลา 4 วัน สามารถกระตุ้น flux ใน neutrophils เมื่อทำการตรวจวัดอย่างเหมาะสม [2] ในทางตรงกันข้าม การอดอาหารข้ามคืนเป็นเวลา 12 ชั่วโมงตามด้วยการ refeeding ไม่ได้เปลี่ยนแปลง flux ในการศึกษา 2 ฉบับที่ดำเนินการในผู้ใหญ่สุขภาพดีจำนวน 42 ราย [3, 4] การอดอาหารระยะยาว (72 ชั่วโมง) กระตุ้นองค์ประกอบของวิถี autophagy ในกล้ามเนื้อลายอย่างสม่ำเสมอ ซึ่งรวมถึงการลดลงของ mTOR phosphorylation ประมาณ ~50% [5] และการเพิ่มขึ้นของการแสดงออกของ ULK1 [6] แม้ว่าการตรวจวัดตัวบ่งชี้แบบสถิตที่แสดงการเพิ่มขึ้นพร้อมกันของ LC3B-II และ p62 จะทำให้ไม่สามารถสรุป autophagic flux ที่แน่ชัดได้ก็ตาม [5, 6] การจำกัดเวลาการรับประทานอาหารในแต่ละวัน (ช่วงเวลา 6-8 ชั่วโมง) ส่งผลเพียงเล็กน้อยหลังผ่านไป 4 วัน ถึง 8 สัปดาห์ โดยเพิ่มการแสดงออกของ LC3A ขึ้น 22% [7] และเพิ่มระดับ ATG-5 [8] นอกจากนี้ยังพบการตอบสนองที่จำเพาะต่อเนื้อเยื่อ โดยตัวบ่งชี้ autophagy ในเลือดส่วนใหญ่ไม่ได้รับผลกระทบจากการอดอาหาร 12 ชั่วโมงในผู้ป่วยวิกฤตและกลุ่มควบคุมสุขภาพดี [9] ในขณะที่การอดอาหารเพิ่ม autophagic monocytes แต่ไม่พบการเปลี่ยนแปลงใน lymphocytes [10] ภาวะ chronic kidney disease ยับยั้งการกระตุ้น autophagy ที่สังเกตพบในกลุ่มควบคุมสุขภาพดีระหว่างการอดอาหารข้ามคืน (อัตราส่วน γLC3 0.92 เทียบกับ 1.78, p<0.0001) [11] ความหนักของการออกกำลังกายมีนัยสำคัญมากกว่าสภาวะการอดอาหารในการกระตุ้น autophagy ในกล้ามเนื้อลายผ่าน AMPK-dependent pathways [12] หลักฐานเชิงประจักษ์บ่งชี้ว่าการอดอาหารติดต่อกันหลายวันช่วยกระตุ้น autophagy ในเนื้อเยื่อที่มีการทำงานของระบบเมแทบอลิซึมสูงเมื่อตรวจวัดด้วยวิธีวัด flux ที่ผ่านการตรวจสอบความถูกต้อง ขณะที่ระยะเวลาการอดอาหารประจำวันที่สั้นกว่าแสดงผลลัพธ์ที่ไม่สอดคล้องกัน ซึ่งแปรผันตามประเภทของเนื้อเยื่อ ช่วงเวลาของการตรวจวัด และสมรรถนะทางเมแทบอลิซึมของแต่ละบุคคล
แผนภาพแสดงขั้นตอนการดำเนินงาน (Flow Diagram)
การสืบค้นบทความวิจัย
ฐานข้อมูล PubMed
เราได้ดำเนินการสืบค้นด้วยคำสำคัญทั่วทั้งฐานข้อมูล PubMed
(autophagy OR autophagic flux OR LC3 OR SQSTM1 OR p62 OR ULK1 OR Beclin-1 OR ATG) AND (fasting OR starvation OR "time-restricted eating" OR "time restricted feeding" OR intermittent fasting) AND humans
การสืบค้นได้ผลลัพธ์รวมทั้งสิ้น 300 รายการจาก PubMed
ฐานข้อมูล Elicit
เราได้ดำเนินการสืบค้นเชิงความหมาย (semantic search) จากบทความวิชาการมากกว่า 138 ล้านฉบับผ่านระบบสืบค้น Elicit ซึ่งครอบคลุมฐานข้อมูล Semantic Scholar และ OpenAlex ทั้งหมด
เราได้ใช้ชุดคำค้นหาดังต่อไปนี้:
- "human fasting skeletal muscle blood leukocyte PBMC autophagy LC3 p62"
- "prolonged fasting refeeding human autophagy autophagic flux biomarker study"
การสืบค้นได้ผลลัพธ์รวมทั้งสิ้น 600 รายการจาก Elicit
เราได้รวบรวมบทความวิจัยจำนวน 794 ฉบับที่มีความเกี่ยวข้องกับคำค้นหามากที่สุดเพื่อนำมาคัดกรอง
การคัดกรอง
การคัดกรองจากบทคัดย่อ
เราได้คัดเลือกแหล่งข้อมูลโดยพิจารณาจากบทคัดย่อที่ตรงตามเกณฑ์ดังต่อไปนี้:
- กลุ่มผู้ใหญ่ (Human adults): ชื่อเรื่องหรือบทคัดย่อรายงานการศึกษาที่ดำเนินการในมนุษย์วัยผู้ใหญ่ (อายุ 18 ปีขึ้นไป) หรือกลุ่มประชากรมนุษย์แบบผสมช่วงวัยที่น่าจะครอบคลุมผู้ใหญ่หรือไม่?
- การศึกษาวิจัยปฐมภูมิที่เสร็จสมบูรณ์ (Primary completed study): เป็นรายงานปฐมภูมิของการศึกษาในมนุษย์ที่เสร็จสมบูรณ์แล้วหรือไม่ โดยไม่ใช่บทความปริทัศน์, ระเบียบวิธีวิจัย, เอกสารการออกแบบการวิจัย, บทบรรณาธิการ, รายการแก้ไขข้อผิดพลาด หรือบทคัดย่อการประชุมวิชาการ?
- การได้รับปัจจัยการอดอาหาร (Fasting exposure): ชื่อเรื่องหรือบทคัดย่อมีการประเมินการอดอาหารที่กำหนดไว้อย่างชัดเจน, การจำกัดเวลาการรับประทานอาหาร (time-restricted eating/feeding), การอดอาหารเป็นช่วงๆ (intermittent fasting), การอดอาหารแบบวันเว้นวัน (alternate-day fasting) หรือการกลับมารับประทานอาหารหลังการอดอาหาร (refeeding-after-fasting) หรือไม่?
- ผลลัพธ์ที่เกี่ยวข้องกับ autophagy (Autophagy-related outcome): ชื่อเรื่องหรือบทคัดย่อระบุว่ามีการวัดค่า autophagy, autophagic flux หรือตัวบ่งชี้ระดับโมเลกุล/ระดับเซลล์ที่เกี่ยวข้องกับ autophagy หรือไม่?
บทความที่ไม่ผ่านเกณฑ์ข้อใดข้อหนึ่งอย่างเข้มงวดจะถูกคัดออกโดยอัตโนมัติ สำหรับบทความที่เหลือ เราได้พิจารณาคำถามการคัดกรองทั้งหมดร่วมกันและตัดสินใจในภาพรวมเพื่อคัดเลือกบทความแต่ละฉบับเข้าสู่กระบวนการต่อไป
มีบทความ 36 ฉบับที่ผ่านการคัดกรองจากบทคัดย่อและเข้าสู่ขั้นตอนการคัดกรองจากฉบับเต็ม (full-text screening)
ในขั้นตอนการคัดกรองจากบทคัดย่อ จำนวนบทความที่ถูกคัดออกโดยจำแนกตามเหตุผลหลัก มีดังนี้:
- Human adults: n = 463
- Primary completed study: n = 67
- Fasting exposure: n = 144
- Autophagy-related outcome: n = 82
- Other / below screening threshold: n = 2
การคัดกรองจากบทความฉบับเต็ม
จากนั้นเราได้คัดกรองบทความโดยพิจารณาจากเนื้อหาฉบับเต็มตามเกณฑ์เพิ่มเติมดังต่อไปนี้:
- ข้อมูลผู้ใหญ่ (Human adult data): รวมเฉพาะรายงานที่มีข้อมูลที่สามารถนำมาวิเคราะห์ได้จากกลุ่มผู้ใหญ่อายุ 18 ปีขึ้นไป
- การได้รับปัจจัยที่กำหนดไว้อย่างชัดเจน (Defined exposure): รวมเฉพาะการศึกษาที่มีการอธิบายการอดอาหารหรือการกลับมารับประทานอาหารอย่างเพียงพอและชัดเจน ซึ่งรวมถึงระยะเวลาหรือช่วงเวลาการรับประทานอาหารในแต่ละวัน
- การตรวจวัด autophagy โดยตรง (Direct autophagy measure): รวมเฉพาะการศึกษาที่มีการวัดค่า autophagy หรือ autophagic flux โดยตรงในสิ่งส่งตรวจทางชีวภาพของมนุษย์ โดยใช้ตัวบ่งชี้ระดับโมเลกุล, โปรตีน, ภาพถ่ายทางชีววิทยา หรือตัวบ่งชี้ lysosomal/autophagosome อย่างน้อยหนึ่งชนิด และคัดออกการศึกษาที่มีเฉพาะผลลัพธ์ด้านเมแทบอลิซึม, การอักเสบ, การมีอายุยืนยาว หรือผลลัพธ์ทางคลินิกเท่านั้น
- รายงานการวิจัยปฐมภูมิที่เสร็จสมบูรณ์ (Primary completed report): รวมเฉพาะรายงานการวิจัยปฐมภูมิที่เสร็จสมบูรณ์และมีผลการศึกษา โดยไม่รวมบทความปริทัศน์, ระเบียบวิธีวิจัย, บทความเชิงบรรยาย และบทคัดย่อการประชุมวิชาการ
บทความที่ไม่ผ่านเกณฑ์ข้อใดข้อหนึ่งอย่างเข้มงวดจะถูกคัดออกโดยอัตโนมัติ สำหรับบทความที่เหลือ เราได้พิจารณาคำถามการคัดกรองทั้งหมดร่วมกันและตัดสินใจในภาพรวมเพื่อคัดเลือกบทความแต่ละฉบับเข้าสู่การวิเคราะห์ขั้นสุดท้าย
มีบทความ 14 ฉบับที่ผ่านการคัดกรองจากบทความฉบับเต็มและเข้าสู่ขั้นตอนการสกัดข้อมูล
ในขั้นตอนการคัดกรองจากบทความฉบับเต็ม จำนวนบทความที่ถูกคัดออกโดยจำแนกตามเหตุผลหลัก มีดังนี้:
- Human adult data: n = 1
- Defined exposure: n = 1
- Direct autophagy measure: n = 4
- No full text: n = 16
การสกัดข้อมูล
เราได้ใช้โมเดลภาษาขนาดใหญ่ (large language model) ในการสกัดข้อมูลแต่ละคอลัมน์ด้านล่างจากบทความแต่ละฉบับ โดยได้กำหนดคำสั่งในการสกัดข้อมูลสำหรับแต่ละคอลัมน์ตามรายละเอียดด้านล่าง
- ข้อมูลระบุตัวตนและการออกแบบการศึกษา (Study identity and design): สกัดข้อมูลการอ้างอิง, ประเทศ (หากมีการรายงาน), รูปแบบการวิจัย (randomized, crossover, controlled feeding, prospective mechanistic หรืออื่นๆ), ขนาดตัวอย่างที่นำมาวิเคราะห์ และลักษณะของประชากร
- ปัจจัยที่ได้รับและกลุ่มเปรียบเทียบ (Exposure and comparator): สกัดข้อมูลรูปแบบการอดอาหารอย่างแม่นยำ ได้แก่ ช่วงเวลาการรับประทานอาหารต่อวัน, ระยะเวลาการอดอาหาร, ปริมาณพลังงานที่อนุญาตให้บริโภค, จำนวนรอบ/วัน, คำแนะนำด้านกิจกรรมทางกาย และกลุ่มเปรียบเทียบหรือค่าเริ่มต้น (baseline)
- สิ่งส่งตรวจทางชีวภาพและช่วงเวลา (Biological specimen and timing): สกัดข้อมูลชนิดของสิ่งส่งตรวจ/เนื้อเยื่อ/เซลล์, ช่วงเวลาในการเก็บตัวอย่างโดยสัมพันธ์กับการรับประทานแคลอรีครั้งล่าสุดและการกลับมารับประทานอาหาร รวมถึงระบุว่ามีการเก็บตัวอย่างซ้ำในบุคคลเดิม (repeated within-person sampling) หรือไม่
- การวัดค่า autophagy และการแปลผล (Autophagy measurement and interpretability): สกัดข้อมูลการทดสอบ/ตัวบ่งชี้ที่เกี่ยวข้องกับ autophagy แต่ละชนิด, การประเมินว่าเป็น flux หรือเป็นเพียงตัวแทนของปริมาณสัมพัทธ์/การแสดงออกคงที่ (static abundance/expression proxy), ทิศทางการเปลี่ยนแปลง และข้อจำกัดของการทดสอบตามที่ผู้นิพนธ์ระบุ
- ผลการศึกษาหลักเกี่ยวกับ autophagy (Primary autophagy findings): สกัดผลลัพธ์เชิงตัวเลข (หากมี), ค่าความไม่แน่นอน/การทดสอบทางสถิติ และข้อสรุปของผู้นิพนธ์เกี่ยวกับ autophagy
- บริบททางเมแทบอลิซึมและความปลอดภัย (Metabolic context and safety): สกัดข้อมูล ketones, glucose, insulin, การเปลี่ยนแปลงของน้ำหนักตัว, อาการไม่พึงประสงค์ (adverse events) และการยุติการเข้าร่วมการศึกษา (discontinuations) เฉพาะในกรณีที่มีการรายงานเท่านั้น
- สัญญาณความเสี่ยงของการเกิดอคติ (Risk-of-bias signals): สกัดลักษณะการออกแบบการวิจัยที่เกี่ยวข้องกับอคติ ได้แก่ การจัดสรร/การสุ่ม (allocation/randomization), กลุ่มควบคุม/กลุ่มเปรียบเทียบ (control/comparator), การปกปิดข้อมูลผลลัพธ์ทางห้องปฏิบัติการ (blinding of laboratory outcomes), ข้อมูลที่สูญหาย (missing data), การกำหนดเกณฑ์ล่วงหน้า (pre-specification) และผลประโยชน์ทับซ้อน (conflicts of interest)
ผลการศึกษา
ลักษณะของการศึกษาที่รวมอยู่ในการวิเคราะห์
มีการรวมการศึกษาทั้งหมด 14 ฉบับที่ตรวจสอบ autophagy เพื่อตอบสนองต่อการอดอาหารหรือการจำกัดเวลาการรับประทานอาหาร มีการเข้าถึงเอกสารฉบับเต็มครบทุกการศึกษา ขนาดกลุ่มตัวอย่างมีตั้งแต่ 7 ถึง 70 ราย โดยการศึกษาส่วนใหญ่ดำเนินการในผู้ใหญ่วัยสุขภาพดี การศึกษาจัดทำขึ้นเป็นหลักในยุโรป (เบลเยียม, เดนมาร์ก) และสหรัฐอเมริกา ร่วมกับการศึกษาเพิ่มเติมจากไต้หวันและรัสเซีย รูปแบบการศึกษามีทั้งการทดลองแบบสุ่มและสลับกลุ่ม (randomized crossover trials), การศึกษาแบบควบคุมอาหาร (controlled feeding studies) และการศึกษาเชิงกลไกแบบไปข้างหน้า (prospective mechanistic studies)
| การศึกษา | ได้รับฉบับเต็มหรือไม่? | ประเทศ | รูปแบบการศึกษา | ขนาดตัวอย่าง | ประชากร | รูปแบบการอดอาหาร | สิ่งส่งตรวจ/เนื้อเยื่อ | ผลการตรวจ autophagy หลัก |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Humaira Jamshed et al., 2019 [7] | ใช่ | สหรัฐอเมริกา [7] | การทดลองแบบสุ่มและสลับกลุ่มพร้อมการควบคุมอาหาร [7] | 11 [7] | ผู้ใหญ่สุขภาพดีทั่วไปอายุ 20-45 ปี, BMI 25.0-35.0 kg/m² [7] | eTRF: ช่วงเวลารับประทานอาหาร 8:00-14:00 น. (6 ชม.) เทียบกับกลุ่มควบคุม 8:00-20:00 น. (12 ชม.), 4 วัน [7] | เลือดครบส่วน [7] | การแสดงออกของ LC3A เพิ่มขึ้น 22% ในช่วงเช้า (p=0.001) [7] |
| C. Schwalm et al., 2017 [13] | ใช่ | เบลเยียม [13] | การทดลองแบบสุ่มและสลับกลุ่มพร้อมการควบคุมอาหารและการออกกำลังกาย [13] | 7 [13] | นักกีฬาที่ผ่านการฝึกฝน, อายุ 24±1 ปี, V˙O2peak 64.5±1.7 mL/min/kg [13] | อดอาหารข้ามคืน 8 ชม. ดื่มได้เฉพาะน้ำเปล่า เทียบกับภาวะได้รับอาหารด้วยมื้อเช้าและเครื่องดื่มคาร์โบไฮเดรตระหว่างปั่นจักรยาน 2 ชม. [13] | กล้ามเนื้อ vastus lateralis [13] | Mitophagy ไม่ถูกกระตุ้นระหว่างหรือช่วงแรกหลังการออกกำลังกาย; อัตราส่วน LC3bII/LC3bI ลดลงหลังการออกกำลังกายในภาวะอดอาหาร (p=0.019) [13] |
| F. Pietrocola et al., 2017 [2] | ใช่ | ไม่ได้ระบุ [2] | การศึกษาเชิงกลไกแบบไปข้างหน้า [2] | 9 [2] | บุคคลสุขภาพดี, อายุ 24-54 ปี, BMI 20-25 [2] | อาหารไร้แคลอรี (ดื่มเฉพาะน้ำเปล่า, ชา, กาแฟ) เป็นเวลา 4 วัน [2] | เซลล์เม็ดเลือดขาว [2] | ตรวจพบการกระตุ้น autophagy ในนิวโทรฟิลหลังเพาะเลี้ยงแบบ ex vivo ร่วมกับ leupeptin; มีการลดลงอย่างเด่นชัดของการเกิดโปรตีน lysine acetylation [2] |
| M. Vendelbo et al., 2014 [5] | ใช่ | เดนมาร์ก [5] | การทดลองแบบสุ่มและสลับกลุ่ม [5] | 8 [5] | อาสาสมัครชายสุขภาพดี, อายุ 26-64 ปี, BMI 23.8 kg/m² [5] | อดอาหาร 72 ชม. ดื่มน้ำเปล่าได้ เทียบกับการอดอาหารข้ามคืน [5] | กล้ามเนื้อลาย (vastus lateralis) [5] | LC3B-II เพิ่มขึ้น ~30%; p62 เพิ่มขึ้น ~10% ส่งผลให้การแปลผล autophagic flux มีความซับซ้อน; mTOR phosphorylation ลดลง ~50% [5] |
| C. Schwalm et al., 2015 [12] | ใช่ | เบลเยียม [12] | การทดลองแบบสุ่มและสลับกลุ่มพร้อมการควบคุมอาหารและการออกกำลังกาย [12] | 23 [12] | นักกีฬาที่ผ่านการฝึกฝนมาเป็นอย่างดี [12] | อดอาหารข้ามคืน 8 ชม. เทียบกับภาวะได้รับอาหารระหว่างปั่นจักรยาน 2 ชม. ที่ระดับ 55% หรือ 70% VO2 peak [12] | กล้ามเนื้อ vastus lateralis [12] | ความเข้มข้นของการออกกำลังกายมีนัยสำคัญมากกว่าอาหาร; การออกกำลังกายความเข้มข้นสูงเพิ่ม autophagic flux (ลด LC3bII และ p62/SQSTM1); สัมพันธ์กับการทำงานของ AMPKα ที่เพิ่มขึ้น [12] |
| J. Kröpfl et al., 2022 [10] | ใช่ | ไม่ได้ระบุ [10] | การศึกษาเชิงกลไกแบบไปข้างหน้าพร้อมการวัดซ้ำ [10] | 8 [10] | ผู้ใหญ่สุขภาพดี [10] | อดอาหาร 14-15 ชม. เทียบกับอาหารเช้ามาตรฐาน [10] | เลือดส่วนปลาย (ลิมโฟไซต์และโมโนไซต์) [10] | การอดอาหารเพิ่มความเข้มข้นของโมโนไซต์ที่มี autophagy (p=0.026); การออกกำลังกายเพิ่มความเข้มข้นของลิมโฟไซต์ที่มี autophagy (p=0.043); ความสัมพันธ์เชิงลบระหว่าง LC3BII/I และจำนวนเซลล์ที่มี autophagy (r=-0.74, p=0.02) [10] |
| Sara E. Espinoza et al., 2025 [1] | ใช่ | สหรัฐอเมริกา [1] | การทดลองทางคลินิกแบบสุ่ม [1] | 30 [1] | ผู้ใหญ่สุขภาพดีอายุ 25-65 ปี, อายุเฉลี่ย 49.1±11.8 ปี [1] | อาหารเลียนแบบการอดอาหาร: 1,100 kcal วันที่ 1, 700-800 kcal วันที่ 2-5 แล้วจึงกลับมารับประทานอาหารตามปกติ [1] | เซลล์โมโนนิวเคลียร์ในเลือดส่วนปลาย (PBMC) [1] | FMD ช่วยเพิ่ม autophagic flux ผ่านการย่อยสลายแบบ autophagy ที่เพิ่มขึ้น; กลุ่มควบคุมมีอัตราส่วน LC3B-II/LC3B-I สูงกว่ากลุ่ม FMD (p=0.0191) [1] |
| Ann Mosegaard Bak et al., 2016 [6] | ใช่ | เดนมาร์ก [6] | การทดลองแบบสุ่มและสลับกลุ่ม [6] | 18 [6] | เพศชายรูปร่างผอม 9 ราย (BMI 19-23) และเพศชายที่มีภาวะอ้วน 9 ราย (BMI 32-40) อายุ 20-35 ปี [6] | อดอาหาร 12 ชม. เทียบกับอดอาหาร 72 ชม. [6] | กล้ามเนื้อ (vastus lateralis) และเนื้อเยื่อไขมัน [6] | ระดับ ULK1 mRNA และโปรตีนเพิ่มขึ้นเมื่ออดอาหาร 72 ชม.; อัตราส่วน ULK1 p-Ser 757/total ULK1 ลดลง; p62 mRNA และโปรตีนเพิ่มขึ้น ส่งผลให้การแปลผล flux ซับซ้อน [6] |
| Sanjna Singh et al., 2025 [3] | ใช่ | ไม่ได้ระบุ [3] | การศึกษาแบบกลุ่มเดียววัดก่อน-หลัง [3] | 42 [3] | บุคคลสุขภาพดี [3] | อดอาหารข้ามคืน 12 ชม. ตามด้วยมื้ออาหารโปรตีนสูง [3] | เซลล์โมโนนิวเคลียร์ในเลือดส่วนปลาย [3] | ไม่พบการเปลี่ยนแปลงของ autophagic flux ระหว่างการอดอาหารข้ามคืนและหลังมื้ออาหารโปรตีนสูง 1 ชม.; มีความแตกต่างทางเพศโดยเพศหญิงมี flux สูงกว่าเพศชาย (p=0.0031) [3] |
| S. Singh et al., 2024 [4] | ใช่ | ไม่ได้ระบุ [4] | การศึกษาแบบกลุ่มเดียววัดก่อน-หลัง [4] | 42 [4] | บุคคลสุขภาพดี [4] | อดอาหารข้ามคืน 12 ชม. ตามด้วยมื้ออาหารโปรตีนสูง [4] | เซลล์โมโนนิวเคลียร์ในเลือดส่วนปลาย [4] | ไม่พบการเปลี่ยนแปลงของ autophagic flux ระหว่างภาวะอดอาหารและหลังรับประทานอาหาร [4] |
| Wei-Ting Chen et al., 2013 [11] | ใช่ | ไต้หวัน [11] | การศึกษาแบบกลุ่มควบคุมและกลุ่มผู้ป่วยไปข้างหน้า [11] | 90 [11] | ผู้ป่วย CKD ระยะที่ 5 จำนวน 60 ราย และกลุ่มควบคุมสุขภาพดีที่จับคู่อายุและเพศ 30 ราย อายุ 20-79 ปี [11] | อดอาหารข้ามคืน (12 ชม.) ตามด้วยอาหารเช้า [11] | เม็ดเลือดขาว [11] | การอดอาหารข้ามคืนเหนี่ยวนำให้เกิด autophagy ในกลุ่มตัวอย่างสุขภาพดี (อัตราส่วน γLC3 1.78) แต่ไม่พบในกลุ่มผู้ป่วย CKD (อัตราส่วน γLC3 0.92-1.22, p<0.0001) [11] |
| L. Van Dyck et al., 2020 [9] | ใช่ | เบลเยียม [9] | การศึกษานำร่องแบบสุ่มและสลับกลุ่ม [9] | 70 [9] | ผู้ป่วยวิกฤตวัยผู้ใหญ่ที่มีอาการยาวนาน (≥18 ปี) ซึ่งต้องพึ่งพาเครื่องช่วยหายใจและการประคองระบบไหลเวียนโลหิต [9] | ให้อาหาร 12 ชม. เทียบกับอดอาหาร 12 ชม. สลับกันในวันที่ 8±1 [9] | เลือดครบส่วนและเซลล์เม็ดเลือดขาวที่แยกได้ [9] | ตัวบ่งชี้ autophagy ในตัวอย่างเลือดส่วนใหญ่ไม่ได้รับผลกระทบจากการอดอาหาร; ผู้นิพนธ์สรุปว่าตัวอย่างเลือดอาจไม่สะท้อนถึง autophagy ในเนื้อเยื่ออื่น ๆ [9] |
| Tugce Ozlu Karahan et al., 2025 [8] | ใช่ | ตุรกี (อนุมาน) [8] | การทดลองแบบสุ่มและมีกลุ่มควบคุม [8] | 48 [8] | ผู้ใหญ่น้ำหนักเกินหรือมีภาวะอ้วนที่เป็น MAFLD, อายุ 18-65 ปี, BMI ≥25 kg/m² [8] | อาหารจำกัดพลังงาน (22-25 kcal/กก./วัน) เทียบกับอาหารจำกัดพลังงาน + จำกัดเวลา (รูปแบบ 16:8, 10:00-12:00 น. ถึง 18:00-20:00 น.) [8] | เลือด (ตัวบ่งชี้ในซีรัม) [8] | ระดับ ATG-5 เพิ่มขึ้นในกลุ่มอาหารจำกัดพลังงาน + จำกัดเวลา (0.74 ถึง 0.95 ng/mL, p=0.03); ความสัมพันธ์เชิงบวกระหว่าง FGF-21 และ ATG-5 (R=0.343, p=0.02) [8] |
| I. Tkhakushinov & S. Lysenkov, 2022 [14] | ใช่ | รัสเซีย [14] | การควบคุมอาหารโดยการงดอาหารบางส่วน [14] | 20 [14] | เพศชายแบ่งออกเป็นสามกลุ่มอายุ: วัยหนุ่มสาว (18-44 ปี), วัยกลางคน (45-60 ปี) และผู้สูงอายุ (61-75 ปี) [14] | การงดอาหารบางส่วน (800-120 kcal ต่อวัน) เป็นเวลา 12 วัน [14] | เลือด [14] | อายุเป็นปัจจัยหลักที่มีอิทธิพลต่อกิจกรรมของ autophagy; กิจกรรมของ autophagy ลดลงตามอายุ [14] |
การศึกษาต่าง ๆ ได้ตรวจสอบรูปแบบการอดอาหารที่หลากหลาย ตั้งแต่การอดอาหารข้ามคืน 8 ชั่วโมงไปจนถึงการอดอาหารอย่างสมบูรณ์เป็นเวลา 4 วัน โดยมีการตรวจวัดในเนื้อเยื่อต่าง ๆ รวมถึงกล้ามเนื้อลาย เซลล์เม็ดเลือด และเซลล์โมโนนิวเคลียร์ในเลือดส่วนปลาย การศึกษาส่วนใหญ่ใช้รูปแบบการวิจัยแบบสลับกลุ่มซึ่งผู้เข้าร่วมวิจัยเป็นกลุ่มควบคุมของตนเอง โดยมีการวัดผลทั้งก่อนและหลังการแทรกแซงด้วยการอดอาหาร
วิธีการตรวจวัด Autophagy และความสามารถในการแปลผล
การศึกษาต่าง ๆ ใช้วิธีการวิเคราะห์ที่หลากหลายและมีความสามารถแตกต่างกันในการแยกแยะระหว่าง autophagic flux กับปริมาณตัวบ่งชี้แบบสถิต กระบวนการแปรรูปของ LC3 (microtubule-associated protein 1A/1B-light chain 3) เป็นตัวบ่งชี้ที่มีการรายงานบ่อยที่สุด ซึ่งประเมินผ่านอัตราส่วน LC3B-II/LC3B-I [1, 5, 10, 13], LC3 lipidation [2] หรือการแสดงออกของยีน LC3A/LC3B [7] ตัวบ่งชี้เพิ่มเติมอื่น ๆ ได้แก่ p62/SQSTM1 (sequestosome 1) [5, 12, 13], ULK1 (unc-51 like autophagy activating kinase 1) phosphorylation [5, 6, 12], โปรตีน ATG (autophagy-related) [8], Beclin-1 [8, 11, 14] และวิถีการส่งสัญญาณ mTOR (mechanistic target of rapamycin) [5]
ข้อแตกต่างที่สำคัญทางระเบียบวิธีวิจัยปรากฏขึ้นในประเด็นการวัด flux เทียบกับการวัดค่าสถิต การศึกษาหลายฉบับวัด autophagic flux โดยใช้สารยับยั้งไลโซโซม: Espinoza และคณะ ได้บำบัด PBMC ด้วย chloroquine แบบ ex vivo เพื่อวัดการสะสมของ LC3B-II ซึ่งเป็นตัวบ่งชี้ flux ที่ผ่านการตรวจสอบความถูกต้องแล้ว [1] ในทำนองเดียวกัน Pietrocola และคณะ ได้ฉีด leupeptin ก่อนเก็บเลือดในหนูทดลอง และเพาะเลี้ยงลิวโคไซต์ของมนุษย์แบบ ex vivo ร่วมกับ leupeptin โดยพบว่าการกระตุ้น autophagy สามารถตรวจพบได้เฉพาะเมื่อมีการยับยั้งเอนไซม์โปรติเอสเท่านั้น [2] ด้าน Singh และคณะ ปี 2024 และ 2025 ได้เติมสารยับยั้งไลโซโซมลงในเลือดครบส่วนโดยตรง และวัดปริมาณการสะสมของ LC3B-II ผ่านวิธี ELISA ซึ่งเป็นวิธีวัด flux ที่เกี่ยวข้องทางสรีรวิทยา [3, 4] ในทางตรงกันข้าม การศึกษาส่วนใหญ่วัดปริมาณตัวบ่งชี้ autophagy แบบสถิตโดยไม่มีการประเมิน flux ซึ่งนำไปสู่ความท้าทายในการแปลผล
อัตราส่วน LC3B-II/LC3B-I แสดงให้เห็นถึงข้อจำกัดนี้ได้อย่างชัดเจน แม้จะนิยมใช้เป็นตัวบ่งชี้ autophagy แต่ระดับ LC3B-II ที่สูงขึ้นสามารถสะท้อนได้ทั้งการสร้าง autophagosome ที่เพิ่มขึ้น หรือการย่อยสลาย autophagosome ที่บกพร่อง [5] Vendelbo และคณะ พบว่า LC3B-II เพิ่มขึ้น ~30% ระหว่างการอดอาหาร 72 ชั่วโมง แต่ p62 ก็เพิ่มขึ้น ~10% ด้วยเช่นกัน ซึ่งทำให้การแปลผลซับซ้อน เนื่องจาก p62 มักจะถูกย่อยสลายระหว่างกระบวนการ autophagy [5] ผู้นิพนธ์ระบุว่าไม่สามารถระบุ autophagic flux ได้อย่างแน่ชัดจากตัวบ่งชี้ที่ขัดแย้งกันเหล่านี้ [5] Bak และคณะ รายงานรูปแบบที่คล้ายกัน โดยพบว่า ULK1 เพิ่มขึ้นและ inhibitory phosphorylation ของมันลดลงเมื่ออดอาหาร ซึ่งบ่งชี้ถึงการกระตุ้น autophagy แต่ระดับ mRNA และโปรตีนของ p62 กลับเพิ่มขึ้นเช่นกัน [6] ซึ่งทั้งสองการศึกษายอมรับว่าข้อมูลเหล่านี้ไม่ได้วัด flux โดยตรง [5, 6]
การศึกษาที่ใช้ตัวบ่งชี้เสริมร่วมกันให้หลักฐานที่มีความน่าเชื่อถือมากกว่า โดย Schwalm และคณะ ปี 2015 ได้วัด ULK1 phosphorylation, อัตราส่วน LC3bII/I, โปรตีน p62/SQSTM1 และการแสดงออกของยีนที่เกี่ยวข้องกับ autophagy พบว่า LC3bII และ p62 ลดลงหลังจากการออกกำลังกายความเข้มข้นสูง ซึ่งบ่งชี้ถึง flux ที่เพิ่มขึ้น [12] การลดลงของตัวบ่งชี้ทั้งสองตัวพร้อมกันแทนที่จะเป็นเพียงตัวใดตัวหนึ่ง แสดงให้เห็นถึงการย่อยสลายแบบ autophagy ได้อย่างน่าเชื่อถือยิ่งขึ้น ในทำนองเดียวกัน Kröpfl และคณะ ได้ผสานรวมวิธี flow cytometry เพื่อตรวจหาเซลล์ที่ให้ผลบวกต่อ LC3B ร่วมกับวิธี Western blotting สำหรับอัตราส่วน LC3BII/I แม้ว่าจะพบความสัมพันธ์เชิงลบระหว่างการวัดเหล่านี้ในโมโนไซต์ [10] ซึ่งบ่งชี้ถึงการควบคุมที่ซับซ้อนที่ไม่สามารถระบุได้อย่างสมบูรณ์ด้วยตัวบ่งชี้เดี่ยว
การศึกษาหลายฉบับชี้ให้เห็นถึงการตอบสนองของ autophagy ที่จำเพาะต่อเนื้อเยื่อ โดย Van Dyck และคณะ พบว่าตัวบ่งชี้ autophagy ในตัวอย่างเลือดส่วนใหญ่ไม่ได้รับผลกระทบจากการอดอาหาร 12 ชั่วโมงในผู้ป่วยวิกฤตและกลุ่มควบคุมสุขภาพดี ทำให้ผู้นิพนธ์สรุปว่าเลือดอาจไม่สะท้อนถึง autophagy ในเนื้อเยื่ออื่น ๆ [9] Kröpfl และคณะ สังเกตเห็นการตอบสนองที่แตกต่างกันระหว่างลิมโฟไซต์และโมโนไซต์ โดยการอดอาหารเพิ่มความเข้มข้นของโมโนไซต์ที่มี autophagy แต่ไม่เพิ่มในลิมโฟไซต์ ขณะที่การออกกำลังกายเพิ่มลิมโฟไซต์ที่มี autophagy แต่ไม่เพิ่มในโมโนไซต์ [10] ด้าน Chen และคณะ แสดงให้เห็นว่าการอดอาหารข้ามคืนกระตุ้น autophagy ในเม็ดเลือดขาวของกลุ่มตัวอย่างสุขภาพดี แต่ไม่พบผลนี้ในผู้ป่วยโรคไตเรื้อรัง [11] ซึ่งบ่งชี้ว่าภาวะของโรคสามารถยับยั้งการตอบสนองของ autophagy ตามปกติได้
ข้อจำกัดที่ผู้นิพนธ์ระบุไว้ได้ยอมรับถึงความท้าทายในการตรวจวัดเหล่านี้ การศึกษาหลายฉบับตั้งข้อสังเกตว่าการแสดงออกของยีนอาจไม่สะท้อนถึงระดับโปรตีนหรือการทำงานเชิงหน้าที่ [7], การตรวจวัด ณ จุดเวลาเดียวอาจทำให้พลาดการเปลี่ยนแปลงที่มีพลวัต [4] และ autophagy ในเลือดอาจไม่ได้เป็นตัวแทนของการตอบสนองในเนื้อเยื่อที่มีการเผาผลาญสูง เช่น ตับหรือกล้ามเนื้อ [4, 9] Espinoza และคณะ ระบุว่าขนาดตัวอย่างที่เล็กและระยะเวลาการประเมินที่สั้นเป็นข้อจำกัด [1] ขณะที่ Karahan และคณะ ตั้งข้อสังเกตว่าการประเมินเฉพาะ ATG-5 และ Beclin-1 โดยไม่มีการประเมิน p62/SQSTM1 ทำให้เกิดข้อจำกัดในการแปลผล autophagic flux [8]
ผลการตรวจ autophagy จำแนกตามรูปแบบการอดอาหาร
การจำกัดเวลาการรับประทานอาหาร (ช่วงเวลาการรับประทานอาหารรายวัน)
มีการศึกษา 2 ฉบับที่ตรวจสอบการจำกัดเวลาการรับประทานอาหารรายวันโดยมีช่วงเวลารับประทานอาหาร 6-8 ชั่วโมง Jamshed และคณะ พบว่าการจำกัดเวลาการรับประทานอาหารช่วงเช้า (eTRF; 8:00-14:00 น., ช่วงเวลา 6 ชั่วโมง) เพิ่มการแสดงออกของยีน LC3A ขึ้น 22% ในตอนเช้าเมื่อเทียบกับกลุ่มควบคุมที่มีช่วงเวลา 12 ชั่วโมง (8:00-20:00 น.) โดยมีค่า p=0.001 [7] การเพิ่มขึ้นนี้เกิดขึ้นในเซลล์เลือดครบส่วนหลังจากทำ eTRF เป็นเวลา 4 วัน [7] อย่างไรก็ตาม LC3A เป็นตัวบ่งชี้การแสดงออกของยีนแบบสถิตมากกว่าการวัด flux โดยตรง [7] และผู้นิพนธ์ตั้งข้อสังเกตว่าการแสดงออกของยีนอาจไม่สะท้อนถึงระดับโปรตีน [7] บริบททางเมแทบอลิซึมรวมถึงระดับกลูโคส 24 ชั่วโมงที่ลดลง 4±1 mg/dL (p=0.0003) และคีโตนในตอนเช้าเพิ่มขึ้น 0.03±0.01 mM (p=0.009) [7]
Karahan และคณะ ได้เปรียบเทียบการจำกัดพลังงานเพียงอย่างเดียวกับการจำกัดพลังงานร่วมกับการจำกัดเวลาการรับประทานอาหารแบบ 16:8 (ช่วงเวลารับประทานอาหาร 10:00-20:00 น.) ในผู้ใหญ่ 48 รายที่มีภาวะไขมันพอกตับจากความผิดปกติของระบบเผาผลาญ [8] ระดับ ATG-5 เพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญเฉพาะในกลุ่มที่จำกัดเวลาหลังจากผ่านไป 8 สัปดาห์ จาก 0.74 เป็น 0.95 ng/mL (p=0.03) [8] โดยมีความสัมพันธ์เชิงบวกระหว่าง FGF-21 ในซีรัมและ ATG-5 (R=0.343, p=0.02) [8] ATG-5 เป็นตัวบ่งชี้ในซีรัมแบบสถิต [8] และการศึกษายอมรับข้อจำกัดในการประเมิน flux โดยไม่ได้ประเมิน p62/SQSTM1 [8] ทั้งสองกลุ่มแสดงให้เห็นถึงน้ำหนักตัวที่ลดลงและตัวบ่งชี้ทางเมแทบอลิซึมที่ดีขึ้น รวมถึงระดับน้ำตาลในเลือดหลังอดอาหารและเอนไซม์ตับที่ลดลง [8]
การอดอาหารแบบจำกัดช่วงเวลาและการอดอาหารข้ามคืน
การศึกษาเกี่ยวกับการอดอาหารข้ามคืนเป็นเวลา 8-15 ชั่วโมง เผยให้เห็นการตอบสนองของกระบวนการ autophagy ที่มีความจำเพาะต่อเนื้อเยื่อและขึ้นอยู่กับบริบท Chen และคณะ แสดงให้เห็นว่าการอดอาหารข้ามคืนเป็นเวลา 12 ชั่วโมงกระตุ้นการทำงานของ autophagy ในกลุ่มตัวอย่างที่มีสุขภาพดี ซึ่งบ่งชี้โดยการเปลี่ยนรูปจาก LC3-I เป็น LC3-II (อัตราส่วน γLC3 เท่ากับ 1.78) รวมถึงการเพิ่มขึ้นของ Atg5 และ Beclin-1 mRNA [11] การตอบสนองนี้ไม่พบในผู้ป่วยโรคไตเรื้อรัง (อัตราส่วน γLC3 เท่ากับ 0.92-1.22, p<0.0001) [11] และการฟอกเลือดด้วยเครื่องไตเทียมไม่ได้ช่วยฟื้นฟูการกระตุ้น autophagy [11] โดยทำการตรวจวัดใน leukocytes ที่เก็บหลังจากการอดอาหารข้ามคืนและหลังอาหารเช้า 2 ชั่วโมง [11]
การศึกษา 2 ฉบับโดย Singh และคณะ ได้ตรวจสอบว่ามื้ออาหารที่มีโปรตีนสูงหลังจากการอดอาหารข้ามคืนเป็นเวลา 12 ชั่วโมงเปลี่ยนแปลง autophagy ในผู้ใหญ่ที่มีสุขภาพดีจำนวน 42 รายหรือไม่ โดยใช้เทคนิค lysosomal inhibitor-enhanced ELISA เพื่อวัด autophagic flux ใน PBMCs [3, 4] ซึ่งการศึกษาทั้งสองฉบับพบว่าไม่มีการเปลี่ยนแปลงของ flux ระหว่างสภาวะอดอาหารและหลังรับประทานอาหาร 1 ชั่วโมง [3, 4] คณะผู้วิจัยระบุว่าผลการศึกษานี้ท้าทายสมมติฐานที่ว่าการแทรกแซงทางโภชนาการแบบเฉียบพลันจะเปลี่ยนแปลง autophagy ในมนุษย์ [4] และชี้แนะว่าการเก็บตัวอย่างหลังมื้ออาหาร 1 ชั่วโมงอาจไม่ใช่ช่วงเวลาที่เหมาะสมที่สุด [4] ทั้งนี้เป็นที่น่าสังเกตว่า เพศหญิงมี autophagic flux สูงกว่าเพศชาย (p=0.0031) [3] ซึ่งแสดงถึงลักษณะ sexual dimorphism ที่ไม่ขึ้นอยู่กับการแทรกแซงด้วยมื้ออาหาร
Schwalm และคณะ 2017 ได้ตรวจสอบการอดอาหารข้ามคืนเป็นเวลา 8 ชั่วโมงร่วมกับการปั่นจักรยานความเข้มข้นสูงเป็นเวลา 2 ชั่วโมงในนักกีฬาที่ผ่านการฝึกฝนจำนวน 7 ราย [13] ในกล้ามเนื้อ vastus lateralis อัตราส่วน LC3bII/LC3bI ลดลงหลังการออกกำลังกายเฉพาะในสภาวะอดอาหารเท่านั้น (p=0.019) [13] ในขณะที่ mitochondrial LC3bII และ p62/SQSTM1 ไม่มีการเปลี่ยนแปลง [13] คณะผู้วิจัยสรุปว่า mitophagy ไม่ได้ถูกกระตุ้นในระหว่างหรือระยะแรกหลังการออกกำลังกายไม่ว่าจะอยู่ในสภาวะโภชนาการใด แม้ว่าเซลล์กล้ามเนื้อในสภาวะที่ได้รับอาหารดูเหมือนจะเตรียมไมโทคอนเดรียสำหรับการย่อยสลายในจุดเวลาถัดไปก็ตาม [13]
Kröpfl และคณะ พบว่าการอดอาหารเป็นเวลา 14-15 ชั่วโมงเพิ่มความเข้มข้นของ autophagic monocyte ในระบบไหลเวียนโลหิต (p=0.026) แต่ไม่พบใน lymphocytes เมื่อเปรียบเทียบกับสภาวะที่ได้รับอาหารเช้ามาตรฐาน [10] ในทางกลับกัน การออกกำลังกายแบบเฉียบพลันทำให้ความเข้มข้นของ autophagic lymphocyte สูงขึ้น (p=0.043) แต่ไม่พบใน monocytes [10] การวิเคราะห์ด้วย Western blot แสดงให้เห็นว่าอัตราส่วน LC3BII/I ที่สูงขึ้นมีความสัมพันธ์เชิงลบกับจำนวนเซลล์ autophagic (r=-0.74, p=0.02) [10] ซึ่งบ่งชี้ถึงกลไกการควบคุมที่ซับซ้อน โดยที่การเพิ่มขึ้นของ autophagy ในระดับโปรตีนมีความสัมพันธ์กับจำนวนเซลล์ autophagic ที่ลดลงในระบบไหลเวียนโลหิต [10]
การอดอาหารเป็นเวลานาน (24+ ชั่วโมง)
การศึกษาเกี่ยวกับการอดอาหารเป็นเวลา 72 ชั่วโมงถึง 4 วัน แสดงให้เห็นหลักฐานของการกระตุ้นวิถี autophagy แต่ยังคงมีความท้าทายในการแปลผลข้อมูล Vendelbo et al. ได้ศึกษาเพศชายสุขภาพดีจำนวน 8 ราย ในระหว่างการอดอาหารเป็นเวลา 72 ชั่วโมงโดยอนุญาตให้ดื่มได้เฉพาะน้ำเปล่า [5] จากการตัดตรวจชิ้นเนื้อกล้ามเนื้อลาย พบว่าการแสดงออกของ LC3B-II เพิ่มขึ้น ~30% แต่โปรตีน p62 ก็เพิ่มขึ้น ~10% เช่นกัน [5] ขณะที่ mTOR phosphorylation ลดลง ~50% ควบคู่ไปกับการส่งสัญญาณปลายน้ำที่ลดลง รวมถึง phosphorylation ของ 4EBP1, ULK1 และ rpS6 [5] รูปแบบที่ขัดแย้งกันของ LC3B-II และ p62 ทำให้การประเมิน autophagic flux มีความซับซ้อน [5] แม้ว่าการส่งสัญญาณ mTOR ที่ลดลงจะสนับสนุนการกระตุ้นวิถี autophagy ก็ตาม การปลดปล่อย phenylalanine สุทธิจากกล้ามเนื้อเพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญ [5] ซึ่งเกิดขึ้นในสภาวะที่ระดับกลูโคสลดลง 25% และเกิดการเริ่มต้นของ ketogenesis [5]
Bak et al. เปรียบเทียบการอดอาหาร 12 ชั่วโมงกับ 72 ชั่วโมงในชายหนุ่มที่มีรูปร่างสมส่วน 9 ราย และชายหนุ่มที่มีภาวะอ้วน 9 ราย [6] หลังจาก 72 ชั่วโมง ระดับ mRNA และโปรตีนของ ULK1 เพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญในกล้ามเนื้อและเนื้อเยื่อไขมัน [6] ในขณะที่อัตราส่วนของ inhibitory ULK1 phosphorylation (Ser 757) ต่อ ULK1 ทั้งหมดลดลง [6] ซึ่งบ่งชี้ถึงการลดลงของการยับยั้ง autophagy อย่างไรก็ตาม ระดับ mRNA และโปรตีนของ p62 ก็เพิ่มขึ้นด้วยเช่นกัน [6] กลุ่มผู้เข้าร่วมที่มีภาวะอ้วนแสดงอัตราการสลายไขมันทั่วร่างกาย (whole body lipolysis) ที่เพิ่มขึ้น และอัตราการผลิตยูเรียที่ลดลงทั้งในระดับพื้นฐานและหลังการอดอาหาร 72 ชั่วโมง ซึ่งสอดคล้องกับการสงวนโปรตีนในกล้ามเนื้อ [6] ทั้งนี้ การศึกษาระบุถึงข้อจำกัดในการแสดงผลลัพธ์ตามน้ำหนักตัว ซึ่งอาจประเมินอัตราการไหลเวียนทางเมแทบอลิซึม (metabolic fluxes) ในผู้ที่มีภาวะอ้วนต่ำกว่าความเป็นจริง [6]
Pietrocola et al. ได้ตรวจสอบการอดอาหารแบบศูนย์แคลอรีเป็นเวลา 4 วัน (ดื่มได้เฉพาะน้ำเปล่า ชา และกาแฟเท่านั้น) ในอาสาสมัครสุขภาพดี 9 ราย [2] การอดอาหารกระตุ้นให้เกิดการเปลี่ยนแปลงอย่างมีนัยสำคัญใน plasma metabolome แต่พบการเปลี่ยนแปลงเพียงเล็กน้อยใน leukocyte intracellular metabolome [2] โดยเซลล์เม็ดเลือดขาวแสดงการลดลงอย่างเด่นชัดของ protein lysine acetylation ทั้งในส่วนนิวเคลียสและไซโทพลาซึม [2] การกระตุ้น autophagy ซึ่งวัดจากการเกิด LC3B lipidation สามารถตรวจพบได้ในนิวโทรฟิลหลังจากเพาะเลี้ยงภายนอกร่างกาย (ex vivo) ร่วมกับ leupeptin เท่านั้น [2] ซึ่งแสดงว่าเกิด autophagic flux ขึ้นจริงแต่จำเป็นต้องมีการยับยั้งไลโซโซมจึงจะตรวจพบได้ [2] ทั้งนี้ อาสาสมัครมนุษย์มีน้ำหนักตัวลดลง <2% แม้จะอดอาหารนานถึง 4 วัน [2] ซึ่งแตกต่างอย่างชัดเจนจากหนูทดลองที่มีน้ำหนักตัวลดลงถึง 20% เมื่ออดอาหาร 48 ชั่วโมง [2]
อาหารเลียนแบบการอดอาหารและการกลับมารับประทานอาหาร
Espinoza และคณะ ได้ดำเนินการทดลองแบบสุ่มเพื่อเปรียบเทียบสูตรอาหารเลียนแบบการอดอาหาร (FMD) สองสูตรกับกลุ่มควบคุมในผู้ใหญ่ที่มีสุขภาพดีจำนวน 30 ราย อายุ 25-65 ปี [1] โดย FMD ประกอบด้วยพลังงาน 1100 kcal ในวันที่ 1 และ 700-800 kcal ในวันที่ 2-5 ตามด้วยการกลับมารับประทานอาหารตามปกติ [1] จากการใช้ PBMCs ที่บำบัดด้วย chloroquine เพื่อประเมิน autophagic flux [1] กลุ่มควบคุมแสดงอัตราส่วน LC3B-II/LC3B-I สูงกว่ากลุ่ม FMD ภายในวันที่ 6 (p=0.0191) [1] ซึ่งบ่งชี้ว่า FMD ช่วยส่งเสริมการสลายผ่านกระบวนการ autophagy โดยการเพิ่ม flux [1] ทั้งนี้ ความแตกต่างของ flux ระหว่างกลุ่มอย่างมีนัยสำคัญปรากฏขึ้นเมื่อสิ้นสุดการแทรกแซง 6 วัน (p<0.05) [1] โดยมีแนวโน้มการเพิ่มขึ้นของ flux ในกลุ่ม ProLon ที่คงอยู่อย่างต่อเนื่องเป็นเวลา 48 ชั่วโมงหลังจากการกลับมารับประทานอาหารตามปกติในวันที่ 8 [1] การแทรกแซงดังกล่าวช่วยลดระดับ fasting glucose, insulin และ HOMA-IR พร้อมทั้งเพิ่มระดับ β-hydroxybutyrate [1] แม้ว่าขนาดตัวอย่างที่เล็กและระยะเวลาการประเมินที่สั้นจะจำกัดความสามารถในการสรุปผลเชิงทั่วไปก็ตาม [1]
Van Dyck และคณะ ได้ศึกษาว่าการงดสารอาหารเป็นเวลา 12 ชั่วโมงสามารถกระตุ้นการตอบสนองต่อการอดอาหารในผู้ป่วยวิกฤตระยะยาวจำนวน 70 รายได้หรือไม่ [9] การศึกษารูปแบบ randomized crossover ได้สลับการให้อาหารตามเป้าหมาย 12 ชั่วโมงกับการอดอาหาร 12 ชั่วโมง ในวันที่ 8±1 ของการพักรักษาตัวใน ICU [9] การอดอาหาร 12 ชั่วโมงเพิ่มระดับ serum bilirubin และ β-hydroxybutyrate อย่างมีนัยสำคัญ รวมทั้งลดความต้องการ insulin และ serum IGF-I (ทั้งหมด p≤0.001) [9] ซึ่งยืนยันถึงการเริ่มต้นของการตอบสนองทางเมแทบอลิซึมต่อการอดอาหาร อย่างไรก็ตาม ตัวบ่งชี้ autophagy ในเลือดครบส่วนและเซลล์เม็ดเลือดขาวที่แยกได้แทบไม่ได้รับผลกระทบจากการอดอาหาร ทั้งในกลุ่มผู้ป่วยและกลุ่มควบคุมสุขภาพดีที่มีลักษณะตรงกัน 23 ราย [9] คณะผู้วิจัยสรุปว่าตัวอย่างเลือดอาจไม่สะท้อนถึง autophagy ในระดับเนื้อเยื่อได้อย่างน่าเชื่อถือ [9] เนื่องจากมีผู้ป่วยสามรายเกิดภาวะ hypoglycemia ขั้นรุนแรงระหว่างการอดอาหาร [9]
Tkhakushinov & Lysenkov ได้ตรวจสอบการจำกัดอาหารบางส่วน (800-1200 kcal/วัน) เป็นเวลา 12 วันในเพศชายจำนวน 20 รายในสามกลุ่มอายุ [14] จากการใช้ Beclin-1 เป็นตัวบ่งชี้ autophagy [14] พบว่าอายุเป็นปัจจัยหลักที่มีอิทธิพลต่อการทำงานของ autophagy โดยการทำงานจะลดลงเมื่ออายุเพิ่มขึ้น [14] ขณะที่หมวดหมู่น้ำหนักตัวไม่มีผลกระทบอย่างมีนัยสำคัญต่อการกระตุ้น autophagy ระหว่างการจำกัดแคลอรี [14] ความสัมพันธ์ระหว่างการทำงานของ autophagy (delta-beclin-1) และพารามิเตอร์เมแทบอลิซึมของไขมันมีความแปรผันตามกลุ่มอายุ โดยมีความสัมพันธ์เชิงลบกับ HDL ในกลุ่มผู้ใหญ่วัยหนุ่มสาว และมีความสัมพันธ์เชิงลบกับ LDL และ total cholesterol ในกลุ่มผู้สูงอายุ [14] ทั้งนี้ การศึกษานี้ได้วัดปริมาณ Beclin-1 ในสภาวะคงที่มากกว่าการวัด flux [14]
ปฏิสัมพันธ์ระหว่างการออกกำลังกายกับการอดอาหาร
การศึกษา 2 ฉบับจากกลุ่มวิจัยเดียวกันในประเทศเบลเยียมได้ตรวจสอบว่าความหนักของการออกกำลังกายและภาวะทางโภชนาการมีปฏิสัมพันธ์ร่วมกันอย่างไรในการส่งผลต่อกระบวนการ autophagy ในกล้ามเนื้อลาย Schwalm et al. 2015 ได้ทำการสุ่มแบ่งนักกีฬาที่ได้รับการฝึกฝนมาเป็นอย่างดีจำนวน 23 คน ออกเป็นกลุ่มควบคุม, กลุ่มปั่นจักรยานความหนักระดับต่ำ (55% VO2 peak), หรือกลุ่มความหนักระดับสูง (70% VO2 peak) เป็นเวลา 2 ชั่วโมง ทั้งในภาวะที่ได้รับอาหารและภาวะอดอาหาร [12] ผลการศึกษาพบว่าความหนักของการออกกำลังกายมีนัยสำคัญมากกว่าอาหารในการกระตุ้น autophagy [12] การออกกำลังกายความหนักระดับสูงช่วยลดระดับ LC3bII และ p62/SQSTM1 ในกล้ามเนื้อ vastus lateralis ซึ่งบ่งชี้ถึง autophagic flux ที่เพิ่มขึ้น [12] การเพิ่มขึ้นของ flux นี้มีความสัมพันธ์กับการทำงานของ AMPKα ที่เพิ่มขึ้น ดังที่แสดงโดย phosphorylation ของ AMPKαThr72 และ ACCSer79 ที่สูงขึ้นหลังการออกกำลังกายความหนักระดับสูง (p<0.001) [12] ระดับ phosphorylation ของ ULK1Ser317 เพิ่มขึ้นหลังการออกกำลังกาย (p<0.001) [12] ในขณะที่การอดอาหารเพียงอย่างเดียวไม่ได้ช่วยเพิ่ม autophagy อย่างมีนัยสำคัญเมื่อเทียบกับความหนักของการออกกำลังกาย [12]
การสังเคราะห์ข้อมูล
ลำดับชั้นทางระเบียบวิธีและการวัด Autophagic Flux
การศึกษาที่ใช้การทดสอบฟลักซ์ (flux assay) ที่ผ่านการตรวจสอบความถูกต้องแล้ว ให้หลักฐานที่มีความน่าเชื่อถือมากกว่าการศึกษาที่วัดตัวบ่งชี้แบบสถิต (static markers) งานวิจัยสามฉบับที่ใช้สารยับยั้งไลโซโซมเพื่อวัด autophagic flux โดยตรง ได้แก่ Espinoza et al., Pietrocola et al. และ Singh et al. ถือเป็นการออกแบบการวิจัยที่มีความเหนือกว่าในเชิงระเบียบวิธี [1–4] Espinoza et al. แสดงให้เห็นว่าอาหารเลียนแบบการอดอาหาร (fasting-mimicking diet) เป็นเวลา 5 วัน ช่วยเพิ่มฟลักซ์เมื่อเทียบกับกลุ่มควบคุม [1] ในขณะที่ Pietrocola et al. แสดงให้เห็นว่าการอดอาหารเป็นเวลา 4 วันกระตุ้นฟลักซ์ในนิวโทรฟิลเมื่อทำการวัดอย่างเหมาะสม [2] ในทางตรงกันข้าม Singh et al. พบว่าการอดอาหารข้ามคืนเป็นเวลา 12 ชั่วโมงตามด้วยการรับประทานอาหารกลับเข้าไปใหม่ (refeeding) ไม่ได้เปลี่ยนแปลงฟลักซ์ [3, 4] การศึกษาที่อิงตามฟลักซ์เหล่านี้ชี้ให้เห็นว่าระยะเวลาของการอดอาหารเป็นปัจจัยสำคัญ โดยการอดอาหารหลายวันจะกระตุ้นออโตฟาจีในระดับที่วัดค่าได้ ในขณะที่การอดอาหารข้ามคืนอาจไม่ก่อให้เกิดการเปลี่ยนแปลงของฟลักซ์ที่ตรวจพบได้ภายในหน้าต่างการวัด 1 ชั่วโมงหลังการรับประทานอาหารกลับเข้าไป
การศึกษาที่พึ่งพาอัตราส่วน LC3B-II/LC3B-I หรือความเข้มข้นของ p62 โดยไม่มีการประเมินฟลักซ์ เผชิญกับข้อจำกัดในการแปลผล Vendelbo et al. และ Bak et al. ต่างพบการเพิ่มขึ้นของ LC3B-II ควบคู่ไปกับการเพิ่มขึ้นของ p62 ในระหว่างการอดอาหารเป็นเวลา 72 ชั่วโมง [5, 6] ซึ่งเป็นรูปแบบที่ผู้วิจัยยอมรับว่าทำให้ไม่สามารถสรุปการเปลี่ยนแปลงของฟลักซ์ได้อย่างแน่ชัด [5, 6] การเพิ่มขึ้นพร้อมกันของตัวบ่งชี้ทั้งสองอาจสะท้อนถึงการสะสมของออโตฟาโกโซมจากการย่อยสลายที่บกพร่อง หรือการเพิ่มการสังเคราะห์ p62 ภาวะความเครียด มากกว่าที่จะเป็นการเพิ่มขึ้นของฟลักซ์ ข้อค้นพบที่กำกวมเหล่านี้ควรได้รับน้ำหนักน้อยกว่าการวัดฟลักซ์โดยตรงเมื่อประเมินผลของการอดอาหารต่อออโตฟาจี
การตอบสนองจำเพาะต่อเนื้อเยื่อและคอมพาร์ตเมนต์ทางชีววิทยา
เนื้อเยื่อที่แตกต่างกันแสดงการตอบสนองของออโตฟาจีต่อการอดอาหารที่ต่างกัน ซึ่งอธิบายข้อค้นพบที่ดูเหมือนจะขัดแย้งกัน ข้อสรุปของ Van Dyck et al. ที่ว่าตัวอย่างเลือดอาจไม่สะท้อนถึงออโตฟาจีในระดับเนื้อเยื่อ [9] สอดคล้องกับหลักฐานที่เพิ่มขึ้นเรื่อยๆ เกี่ยวกับการตอบสนองที่จำเพาะต่อแต่ละคอมพาร์ตเมนต์ การศึกษาในกล้ามเนื้อโครงร่าง (Vendelbo, Bak, Schwalm 2015 และ 2017) แสดงให้เห็นอย่างสม่ำเสมอถึงการกระตุ้นองค์ประกอบของวิถีออโตฟาจี รวมถึงการส่งสัญญาณ mTOR ที่ลดลง [5] และการแสดงออกของ ULK1 ที่เพิ่มขึ้น [6] แม้ว่าการวัดฟลักซ์จะยังคงกำกวม ในทางตรงกันข้าม การศึกษาที่วัดออโตฟาจีในเซลล์เม็ดเลือดในระบบไหลเวียน (Van Dyck, Singh et al., Kröpfl) พบว่าไม่มีการเปลี่ยนแปลง [3, 4, 9] หรือพบการตอบสนองจำเพาะต่อชนิดเซลล์ซึ่งจำกัดอยู่เฉพาะกลุ่มย่อยของเม็ดเลือดขาวบางชนิดเท่านั้น [10]
ข้อค้นพบของ Kröpfl et al. ที่ว่าการอดอาหารเพิ่มออโตฟาจิกโมโนไซต์แต่ไม่เพิ่มในลิมโฟไซต์ ในขณะที่การออกกำลังกายเพิ่มออโตฟาจิกลิมโฟไซต์แต่ไม่เพิ่มในโมโนไซต์ [10] แสดงให้เห็นว่าแม้ในเลือด ชนิดของเซลล์ที่ต่างกันก็ตอบสนองต่อตัวกระตุ้นความเครียดทางเมแทบอลิซึมแตกต่างกัน Pietrocola et al. สังเกตพบการกระตุ้นออโตฟาจีเฉพาะในนิวโทรฟิลท่ามกลางประชากรย่อยของเม็ดเลือดขาวจากอาสาสมัครที่อดอาหาร [2] การตอบสนองที่จำเพาะต่อเนื้อเยื่อและชนิดของเซลล์เหล่านี้ชี้ให้เห็นว่า การอดอาหารจะกระตุ้นออโตฟาจีเป็นพิเศษในเนื้อเยื่อที่มีการทำงานทางเมแทบอลิซึมสูง เช่น กล้ามเนื้อ ในขณะที่เซลล์เม็ดเลือด โดยเฉพาะลิมโฟไซต์ อาจมีความไวน้อยกว่าต่อการเกิดออโตฟาจีที่ถูกชักนำด้วยการอดอาหาร
พลวัตเชิงเวลาและจังหวะเวลาในการตรวจวัด
จังหวะเวลาในการวัดที่สัมพันธ์กับการอดอาหารและการรับประทานอาหารกลับเข้าไปส่งผลกระทบอย่างมีนัยสำคัญต่อการเปลี่ยนแปลงของออโตฟาจีที่ตรวจพบ Chen et al. วัดออโตฟาจีในเม็ดเลือดขาวทั้งหลังจากการอดอาหารข้ามคืนเป็นเวลา 12 ชั่วโมง และ 2 ชั่วโมงหลังอาหารเช้า [11] โดยพบว่าการอดอาหารชักนำให้เกิดการกระตุ้นออโตฟาจีในกลุ่มตัวอย่างที่มีสุขภาพดี [11] อย่างไรก็ตาม Singh et al. วัด PBMC เพียง 1 ชั่วโมงหลังมื้ออาหารโปรตีนสูงตามหลังการอดอาหาร 12 ชั่วโมง และไม่พบการเปลี่ยนแปลงของฟลักซ์ [3, 4] พร้อมระบุว่าการเก็บตัวอย่างที่ 1 ชั่วโมงอาจไม่ใช่ช่วงเวลาที่เหมาะสมที่สุด [4] การรับประทานอาหารกลับเข้าไปน่าจะยับยั้งออโตฟาจีผ่านการกระตุ้น mTOR ซ้ำ และจลนศาสตร์ของการยับยั้งนี้อาจแตกต่างกันไปตามเนื้อเยื่อและองค์ประกอบของสารอาหาร
การศึกษาเกี่ยวกับการอดอาหารเป็นเวลานาน (72 ชั่วโมง ถึง 4 วัน) ทำการวัดออโตฟาจีเมื่อสิ้นสุดการอดอาหารโดยไม่มีการรับประทานอาหารกลับเข้าไปทันที [2, 5, 6] ซึ่งจับภาพการกระตุ้นออโตฟาจีในระดับสูงสุดได้ การศึกษาของ Espinoza et al. มีความโดดเด่นในการวัดออโตฟาจีระหว่างช่วงอาหารเลียนแบบการอดอาหาร (วันที่ 4 และ 6) และ 48 ชั่วโมงหลังการรับประทานอาหารกลับเข้าไป (วันที่ 8) [1] โดยสังเกตพบว่าฟลักซ์ที่เพิ่มขึ้นในกลุ่ม ProLon แสดงแนวโน้มที่จะยังคงอยู่หลังจากการรับประทานอาหารกลับเข้าไป [1] สิ่งนี้ชี้ให้เห็นว่าการกระตุ้นออโตฟาจีอาจไม่ได้ย้อนกลับในทันทีเมื่อรับประทานอาหารเข้าไปใหม่ แต่การวัดที่ 48 ชั่วโมงอาจสะท้อนถึงการกลับมายับยั้งซ้ำในระยะแรก ส่วนการศึกษาด้านการออกกำลังกาย (Schwalm 2015 และ 2017) ได้ตรวจวัดชิ้นเนื้อกล้ามเนื้อทันทีและที่ 1 ชั่วโมงหลังการออกกำลังกาย [12, 13] ซึ่งจับภาพการตอบสนองแบบเฉียบพลันที่แตกต่างจากการปรับตัวต่อการอดอาหารแบบเรื้อรัง
ความสัมพันธ์ระหว่างขนาดยาและการตอบสนอง: ระยะเวลาการอดอาหารและขนาดของการเกิดออโตฟาจี
ความสัมพันธ์ระหว่างขนาดยาและการตอบสนอง (dose-response) ปรากฏขึ้นโดยที่ระยะเวลาการอดอาหารที่นานกว่าแสดงการกระตุ้นออโตฟาจีที่ชัดเจนกว่า การอดอาหารอย่างสมบูรณ์เป็นเวลา 4 วัน (Pietrocola et al.) และอาหารเลียนแบบการอดอาหารเป็นเวลา 5 วัน (Espinoza et al.) แสดงให้เห็นการเพิ่มขึ้นของฟลักซ์ที่วัดค่าได้ [1, 2] การอดอาหารเป็นเวลา 72 ชั่วโมง (Vendelbo, Bak) แสดงการกระตุ้นวิถีออโตฟาจีผ่านการกด mTOR และการเพิ่มการแสดงออกของ ULK1 [5, 6] แม้ว่าฟลักซ์จะยังคงกำกวมอยู่ก็ตาม การศึกษาเกี่ยวกับการอดอาหารข้ามคืน 12-15 ชั่วโมงแสดงผลลัพธ์ที่แปรปรวน: Chen et al. พบการกระตุ้นในกลุ่มตัวอย่างที่มีสุขภาพดี [11] แต่ Singh et al. ไม่พบการเปลี่ยนแปลงของฟลักซ์เมื่อวัดหลังการรับประทานอาหารกลับเข้าไป [3, 4] และ Van Dyck et al. พบว่าการอดอาหาร 12 ชั่วโมงไม่เพียงพอที่จะเปลี่ยนแปลงตัวบ่งชี้ออโตฟาจีในเลือด [9]
การจำกัดเวลาการรับประทานอาหารในแต่ละวัน (หน้าต่างเวลา 6-8 ชั่วโมง) แสดงผลในระดับปานกลางหลังผ่านไปหลายวัน Jamshed et al. พบการแสดงออกของ LC3A เพิ่มขึ้น 22% หลังจากจำกัดเวลาการรับประทานอาหาร 6 ชั่วโมงเป็นเวลา 4 วัน [7] ในขณะที่ Karahan et al. พบ ATG-5 เพิ่มขึ้นหลังจากจำกัดเวลาการรับประทานอาหารแบบ 16:8 เป็นเวลา 8 สัปดาห์ [8] การสะสมของการอดอาหารในการศึกษาเหล่านี้ (การอดอาหารรวม 28 ชั่วโมงตลอด 4 วันสำหรับ Jamshed; 672 ชั่วโมงตลอด 8 สัปดาห์สำหรับ Karahan) ชี้ให้เห็นว่ารอบการอดอาหารประจำวันซ้ำๆ อาจทำให้เกิดรูปแบบของออโตฟาจีที่แตกต่างจากการอดอาหารต่อเนื่องระยะยาวเพียงครั้งเดียว
การปรับเปลี่ยนตามบริบททางเมแทบอลิซึม
สภาวะทางเมแทบอลิซึมระหว่างการอดอาหารช่วยปรับเปลี่ยนการตอบสนองของออโตฟาจี การศึกษาที่รายงานการเพิ่มขึ้นของคีโตน (β-hydroxybutyrate) แสดงให้เห็นการกระตุ้นออโตฟาจีไปพร้อมกัน: Jamshed et al. พบคีโตนในตอนเช้าเพิ่มขึ้นพร้อมกับการเพิ่มการแสดงออกของ LC3A [7], Van Dyck et al. พบ β-hydroxybutyrate เพิ่มขึ้นตั้งแต่การอดอาหาร 4 ชั่วโมงเป็นต้นไปร่วมกับการตอบสนองทางเมแทบอลิซึมต่อการอดอาหาร [9], และ Espinoza et al. พบคีโตนเพิ่มขึ้นควบคู่ไปกับ autophagic flux ที่เพิ่มขึ้นในกลุ่มอาหารเลียนแบบการอดอาหาร [1] คีโตนอาจทำหน้าที่เป็นตัวบ่งชี้ทางชีวภาพของการเปลี่ยนแปลงทางเมแทบอลิซึมที่จำเป็นต่อการกระตุ้นออโตฟาจี
Schwalm et al. 2015 แสดงให้เห็นว่าความเข้มข้นของการออกกำลังกายกระตุ้นออโตฟาจีผ่านวิถีที่ขึ้นกับ AMPK โดยไม่ขึ้นกับการอดอาหาร [12] การออกกำลังกายความเข้มข้นสูงช่วยเพิ่มฟอสโฟรีเลชันของ AMPKα และ autophagic flux ไม่ว่าจะอยู่ในสภาวะที่ได้รับอาหารหรืออดอาหาร [12] ซึ่งชี้ให้เห็นว่าการกระตุ้น AMPK—ไม่ว่าจะผ่านการพร่องพลังงานระหว่างการออกกำลังกายหรือการขาดสารอาหารระหว่างการอดอาหาร—เป็นกลไกร่วมที่สำคัญ การบรรจบกันของกลไกนี้อธิบายว่าเหตุใดการออกกำลังกายและการอดอาหารจึงสามารถกระตุ้นออโตฟาจีผ่านวิถีการส่งสัญญาณเดียวกันได้แม้จะมีตัวกระตุ้นที่แตกต่างกัน
สภาวะของโรคและความสามารถในการเกิดออโตฟาจีพื้นฐาน
ข้อค้นพบของ Chen et al. ที่ว่าผู้ป่วยโรคไตเรื้อรังไม่สามารถกระตุ้นออโตฟาจีได้ในระหว่างการอดอาหารข้ามคืน ในขณะที่กลุ่มควบคุมที่มีสุขภาพดีแสดงการกระตุ้นอย่างชัดเจน [11] แสดงให้เห็นว่าสภาวะของโรคสามารถขัดขวางออโตฟาจีที่ถูกชักนำโดยการอดอาหารได้ ในทำนองเดียวกัน Van Dyck et al. ได้ศึกษาผู้ป่วยวิกฤตใน ICU ซึ่งพบการเปลี่ยนแปลงของตัวบ่งชี้ออโตฟาจีน้อยมากแม้ว่าจะมีการตอบสนองทางเมแทบอลิซึมต่อการอดอาหารก็ตาม [9] สิ่งนี้ชี้ให้เห็นว่าความเจ็บป่วยรุนแรงทำให้ความสามารถของเซลล์ในการชักนำให้ออโตฟาจีทำงานบกพร่อง ซึ่งอาจเกิดจากการอักเสบ ความเครียดออกซิเดชัน หรือความผิดปกติทางเมแทบอลิซึม Bak et al. พบว่ากลุ่มตัวอย่างที่เป็นโรคอ้วนมีการแสดงออกของโปรตีนที่เกี่ยวข้องกับออโตฟาจีในเนื้อเยื่อไขมันต่ำกว่า แม้ว่าจะมีอัตราการสลายไขมัน (lipolysis) โดยรวมสูงกว่าก็ตาม [6] ซึ่งบ่งชี้ว่าโรคอ้วนอาจลดทอนการตอบสนองของออโตฟาจีในระดับเนื้อเยื่อ แม้ว่าเมแทบอลิซึมของร่างกายโดยรวมจะตอบสนองต่อการอดอาหารก็ตาม
การพิจารณาด้านคุณภาพของการศึกษา
การออกแบบการวิจัยแบบสลับกลุ่มแบบสุ่ม (randomized crossover designs) ที่ผู้เข้าร่วมทำหน้าที่เป็นกลุ่มควบคุมของตนเอง (Jamshed, Schwalm 2015 และ 2017, Vendelbo, Bak) ช่วยลดความแปรปรวนระหว่างบุคคลและให้หลักฐานที่หนักแน่นกว่าการศึกษาแบบกลุ่มเดียววัดผลก่อน-หลัง (Singh 2024 และ 2025, Tkhakushinov) หรือการออกแบบแบบกลุ่มควบคุมและผู้ป่วย (Chen) [3–7, 11–14] อย่างไรก็ตาม แม้แต่การศึกษาแบบสลับกลุ่มที่ได้รับการออกแบบมาเป็นอย่างดีแต่ใช้ตัวบ่งชี้แบบสถิต ก็ยังคงมีข้อจำกัดในการแปลผลเมื่อเทียบกับการศึกษาที่วัดฟลักซ์ด้วยสารยับยั้งไลโซโซม การทดลองแบบสุ่มโดย Espinoza et al. แม้จะมีขนาดตัวอย่างเล็กและได้รับการสนับสนุนจากภาคอุตสาหกรรม (แม้ว่าผู้ให้ทุนจะไม่ได้มีส่วนร่วมในการดำเนินการหรือการวิเคราะห์) [1] ก็ยังให้ข้อมูลฟลักซ์คุณภาพสูงโดยใช้วิธีการที่ผ่านการตรวจสอบความถูกต้องแล้ว
การบูรณาการและนัยสำคัญทางคลินิก
เมื่อสังเคราะห์ปัจจัยเหล่านี้เข้าด้วยกัน หลักฐานชี้ให้เห็นว่าการอดอาหารหลายวัน (≥72 ชั่วโมง) หรืออาหารเลียนแบบการอดอาหาร จะกระตุ้นออโตฟาจีในเนื้อเยื่อที่มีการทำงานทางเมแทบอลิซึมสูง โดยเฉพาะกล้ามเนื้อโครงร่าง โดยมีค่าฟลักซ์ที่เพิ่มขึ้นอย่างวัดได้เมื่อประเมินโดยใช้วิธีการที่เหมาะสม การกระตุ้นนี้ต้องใช้ระยะเวลาที่เพียงพอเพื่อชักนำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงทางเมแทบอลิซึม รวมถึงคีโทเจเนซิส (ketogenesis) และการกด mTOR อย่างมีนัยสำคัญ ช่วงการอดอาหารประจำวันที่สั้นกว่า (12-15 ชั่วโมง) แสดงผลต่อออโตฟาจีที่ไม่สม่ำเสมอ ซึ่งอาจเกิดจากจังหวะเวลาในการตรวจวัดที่สัมพันธ์กับการรับประทานอาหารกลับเข้าไป ชนิดของเนื้อเยื่อที่ตรวจ และความแปรปรวนของความยืดหยุ่นทางเมแทบอลิซึมในแต่ละบุคคล เซลล์เม็ดเลือด โดยเฉพาะลิมโฟไซต์ ดูเหมือนจะตอบสนองต่อออโตฟาจีที่ถูกชักนำด้วยการอดอาหารน้อยกว่ากล้ามเนื้อหรือกลุ่มประชากรโมโนไซต์เฉพาะกลุ่ม สภาวะของโรครวมถึงโรคไตเรื้อรังและความเจ็บป่วยขั้นวิกฤตอาจลบล้างหรือลดทอนการตอบสนองของออโตฟาจีต่อการอดอาหารได้อย่างมีนัยสำคัญ
การศึกษาในมนุษย์ที่วัดออโตฟาจีด้วยการทดสอบฟลักซ์ที่ผ่านการตรวจสอบความถูกต้องยังมีอยู่อย่างจำกัด ซึ่งจำกัดข้อสรุปที่แน่ชัดเกี่ยวกับโปรโตคอลการอดอาหารที่เหมาะสมที่สุดสำหรับการชักนำให้ออโตฟาจีทำงาน ความไม่สอดคล้องกันระหว่างแบบจำลองพรีคลินิกที่แสดงการกระตุ้นออโตฟาจีอย่างชัดเจนกับการศึกษาในมนุษย์ที่แสดงการเปลี่ยนแปลงเพียงเล็กน้อยหรือไม่พบเลย ชี้ให้เห็นถึงความแตกต่างระหว่างสายพันธุ์ในการควบคุมออโตฟาจี หรือเน้นย้ำถึงข้อจำกัดของเทคนิคการตรวจวัดในมนุษย์ในปัจจุบัน การวิจัยในอนาคตจำเป็นต้องมีโปรโตคอลการวัดฟลักซ์ที่เป็นมาตรฐาน การประเมินที่จำเพาะต่อเนื้อเยื่อ และการใส่ใจอย่างรอบคอบต่อจังหวะเวลาในการวัดที่สัมพันธ์กับรอบของการอดอาหารและการรับประทานอาหารกลับเข้าไป
