Fasten gilt als möglicher Auslöser der Autophagie, eines zellulären Recyclingprogramms, mit dem beschädigte Proteine und Zellbestandteile abgebaut werden. Im Tierversuch ist der Effekt gut dokumentiert. Beim Menschen gibt es inzwischen erste direkte Hinweise, doch die oft genannte Vorstellung, nach 16 bis 24 Stunden beginne automatisch eine umfassende „Zellreinigung“, ist wissenschaftlich nicht belegt.
Autophagie läuft grundsätzlich ständig ab. Dabei werden beschädigte Proteine oder Zellbestandteile in sogenannten Autophagosomen eingeschlossen und anschließend in Lysosomen zerlegt. Die dabei entstehenden Bausteine kann die Zelle erneut verwenden. Nährstoffmangel kann diesen Prozess verstärken. Sinkende Insulin- und Aminosäurespiegel beeinflussen Signalwege wie mTOR und AMP-aktivierte Proteinkinase (AMPK), die wiederum an der Regulation der Autophagie beteiligt sind. Was in Zellkulturen und Tiermodellen klar gezeigt werden konnte, lässt sich beim Menschen allerdings deutlich schwieriger messen. Darin liegt ein Problem vieler Aussagen über Fasten: Veränderungen einzelner Gene oder Proteine beweisen noch nicht, dass im gesamten Organismus verstärkt beschädigtes Zellmaterial abgebaut wird.
18 Stunden ohne Nahrung
Einen häufig zitierten Hinweis liefert die Studie „Early Time-Restricted Feeding Improves 24-Hour Glucose Levels and Affects Markers of the Circadian Clock, Aging, and Autophagy in Humans“ von Jamshed und Kollegen. Elf Erwachsene mit Übergewicht durchliefen darin zwei Ernährungsphasen. An vier Tagen nahmen sie ihre Mahlzeiten entweder zwischen 8 und 14 Uhr oder zwischen 8 und 20 Uhr ein. In der frühen Variante folgten damit täglich rund 18 Stunden ohne Nahrungsaufnahme. Nach dieser kurzen Intervention war morgens die Expression des Autophagie-assoziierten Gens LC3A um 22 Prozent erhöht. Auch SIRT1, ein an Stoffwechsel- und Stressreaktionen beteiligtes Gen, wurde stärker exprimiert. Gleichzeitig sank der mittlere Blutzucker über 24 Stunden um rund 4 mg/dl.
LC3A ist an der Bildung der Membran von Autophagosomen beteiligt. Das Ergebnis spricht dafür, dass längere tägliche Nahrungspausen Prozesse aktivieren können, die mit Autophagie zusammenhängen. Einen direkten Nachweis eines verstärkten Autophagieflusses lieferte die Studie jedoch nicht. Untersucht wurde die Genexpression im Blut, nicht etwa der tatsächliche Abbau beschädigter Zellbestandteile in Leber, Gehirn und Muskel.
71 Stunden Fasten liefern stärkere Hinweise
Direktere Hinweise stammen aus der Studie „Innate immune remodeling by short-term intensive fasting“. Hier untersuchten Forschende Immunzellen vor und nach einem 71-stündigen Wasserfasten. Nach drei Tagen waren mehrere für die Autophagie wichtige Proteine in höherer Konzentration nachweisbar, darunter Beclin-1, ATG3, ATG5 und ATG16. Zusätzlich stieg das Verhältnis von LC3-II zu LC3-I deutlich an. LC3-II entsteht bei der Bildung von Autophagosomen und wird deshalb häufig als Autophagie-Marker verwendet. Gleichzeitig sank das Protein p62, das während eines funktionierenden Autophagieprozesses mit abgebaut werden kann.
Damit gibt es beim Menschen Hinweise darauf, dass längeres Fasten zumindest in Leukozyten tatsächlich mit verstärkter Autophagie verbunden sein kann. Die Studie erlaubt aber keinen Schluss, dass derselbe Effekt gleichzeitig in sämtlichen Organen auftritt.
Autophagie reagiert offenbar je nach Zelltyp anders
Wie vorsichtig solche Ergebnisse interpretiert werden müssen, zeigt eine 2025 veröffentlichte Untersuchung zur zelltypspezifischen Autophagie in menschlichen Leukozyten. Die Forschenden bestimmten den sogenannten autophagischen Flux, also nicht nur die Menge einzelner Marker, sondern wie viel Material tatsächlich durch das Abbausystem geschleust wird. Bei Entzug von Aminosäuren reagierten besonders Monozyten, darunter nichtklassische Monozyten, mit einer stärkeren Autophagie. Bei anderen Immunzelltypen fiel die Reaktion wesentlich schwächer aus. Die Autoren zeigen damit auch, weshalb sich aus einem Blutwert kaum ableiten lässt, wie stark Autophagie beispielsweise im Gehirn oder in der Leber abläuft.
Längeres Fasten hat seinen Preis
Dass ein stärkerer Fastenreiz nicht automatisch gesundheitlich günstiger ist, macht eine weitere Humanstudie deutlich. In „Effects of seven days‘ fasting on physical performance and metabolic adaptation during exercise in humans“ fasteten 13 gesunde Erwachsene sieben Tage lang ausschließlich mit Wasser. Ihr Stoffwechsel verlagerte sich deutlich in Richtung Fettverbrennung. Gleichzeitig verloren die Teilnehmer:innen im Durchschnitt 5,8 Kilogramm Körpergewicht, darunter 4,6 Kilogramm fettfreie Masse. Die maximale Sauerstoffaufnahme sank um 13 Prozent, die maximale Leistungsfähigkeit um 16 Prozent. Auch der Muskelglykogengehalt halbierte sich ungefähr.
Interessant ist außerdem, was die Forschenden nicht fanden: Die Aktivität von AMPK im Skelettmuskel nahm trotz siebentägigen Fastens nicht zu. Gerade AMPK wird häufig vereinfacht als einer der zentralen „Autophagie-Schalter“ des Fastens dargestellt. Beim Menschen scheint dieser Zusammenhang jedoch komplexer zu sein.
Eine feste „Autophagie-Uhr“ gibt es nicht
Aus den bisherigen Studien lässt sich deshalb keine seriöse Regel wie „ Autophagie beginnt nach 16 Stunden“ oder „nach 24 Stunden startet die Zellreparatur“ ableiten. Schon nach einer täglichen Nahrungspause von rund 18 Stunden wurden zwar Veränderungen autophagiebezogener Gene gemessen, stärkere direkte Hinweise stammen bislang aber vor allem aus längerem Fasten. Dazu kommt, dass verschiedene Zelltypen unterschiedlich reagieren.
Für die Praxis bedeutet das: Fasten kann bei Menschen Signalwege und Zellprozesse beeinflussen, die zur Autophagie gehören. Dass längeres Fasten dadurch den Körper „reinigt“, Krankheiten verhindert oder das Altern verlangsamt, ist damit nicht bewiesen. Ebenso wenig gibt es derzeit eine wissenschaftlich gesicherte Fastendauer, ab der ein besonderer Zellreparatureffekt einsetzt.