Jos olet viettänyt aikaa selaamalla sosiaalisen median terveys- ja hyvinvointinurkkauksia, olet todennäköisesti törmännyt moniin tuotteisiin, joiden väitetään parantavan aineenvaihduntaasi. Mutta mikä sinun aineenvaihduntasi oikein on?
Kaikki, jolle altistat kehosi – elämäntavoista ilmassa leviäviin viruksiin – vaikuttaa fyysisiin ominaisuuksiisi, kuten verenpaineeseesi ja energiatasoosi. Yhdessä näitä biologisia ominaisuuksia kutsutaan nimellä sinun fenotyyppisi. Ja biologinen järjestelmä, joka suorimmin vaikutteita fenotyyppisi on aineenvaihduntasi.
Joten jos syöt jotain, käytät lääkkeitä, tupakoit tai liikut, aineenvaihduntasi on vastuussa tämän biologisen tiedon siirtämisestä koko kehossasi, jotta se mukautuu.
Aineenvaihdunta on energian muuntamista
Aineenvaihduntasi koostuu a kymmenien tuhansien molekyylien ja proteiinien verkosto jotka muuttavat syömäsi ruuan energiaksi ja rakennuspalikiksi, joita kehosi käyttää liikkumiseen, kasvuun ja korjaamiseen. Kemiallisella tasolla energia-aineenvaihdunta alkaa, kun kolme makroravintoainetta - hiilihydraatit, rasvat ja proteiini - hajotetaan atomi atomilta vapauttaen elektroneja kemiallisista sidoksista. Nämä elektronit varaavat komponentteja soluissa kutsutaan mitokondrioiksi.
Akkujen toiminnan tapaan mitokondriot valjastavat tämän sähköisen potentiaalin luomaan erilaista kemiallista energiaa, jota muu solu voi käyttää.
Yksinkertaisesti sanottuna aineenvaihdunnan ensisijainen tehtävä on muuttaa kemiallinen energia sähköenergiaksi ja takaisin kemialliseksi energiaksi. Sillä, kuinka tämä energia siirtyy kehoon, saattaa olla keskeinen rooli määrittelyssä oletko sairas tai terve.
Olen biokemisti joka tutkii erilaisia aineenvaihduntaverkostoja, joita käytetään kehosi muuttuessa. Tiimini ja minä olemme pystyneet määrittelemään aineenvaihdunnan erityispiirteitä, kuten tiettyjen aineenvaihduntatuotteiden – makroravinteiden hajoamisesta valmistettujen tuotteiden – läsnäolon ja määrän useissa eri olosuhteissa.
Näihin tiloihin kuuluvat sairaudet, kuten Covid-19, diabetes, multippeliskleroosi ja sirppisoluanemia, kokea ainutlaatuisia ympäristöjä, kuten säteilyaltistus, suuri korkeus, vanheneminen ja urheilusuoritus. Jokainen näistä asetuksista vaikuttaa siihen, mitä aineenvaihduntaverkostosi osia käytetään ja miten ne kommunikoivat keskenään.
Huippu-urheilijat määrittelevät ylärajat
Kun otetaan huomioon hälyttävä liikalihavuuden nousu ja siihen liittyvät metabolinen oireyhtymä – Noin yksi kahdeksasta ihmisestä ympäri maailmaa kärsi lihavuudesta vuonna 1 – terveen tai heikentyneen aineenvaihdunnan määrittäminen voi auttaa tunnistamaan, mikä on mennyt pieleen ja miten siihen puututaan.
Huippu-urheilijat tarjoavat ensiluokkaisen väestön aineenvaihdunnan toiminnan tutkimiseen parhaimmillaan, koska heidän molekyyli- ja kemiallisten reaktioiden verkostonsa on hienosäädettävä kilpaillakseen maailmannäyttämöllä.
Perinteisesti, laktaattikynnys on ollut urheilullisen suorituskyvyn kriittinen mittari määrittämällä harjoituksen intensiteettiä, kun laktaatti alkaa nousta lihaksissa ja veressä.
Vastoin yleistä uskomusta, laktaatti ei ole vain jätetuote, vaan se energian lähde samoin, ja se kerääntyy, kun se tuotetaan nopeammin kuin mitokondriot pystyvät käyttämään sitä. Vaikka kohtalaisen aktiivinen henkilö voi saavuttaa kynnyksensä harjoituksen intensiteetillä, joka on noin 2 wattia kiloa kohden, huippupyöräilijät voivat ylläpitää intensiteettiä jopa lähes kaksi-kolme kertaa korkeampi.
Verrattaessa eliittipyöräilijöiden ryhmän laktaattikynnyksiä havaitsimme, että korkeamman kynnyksen omaavilla pyöräilijöillä oli paremman mitokondriotoiminnan markkereita. Yksi näistä merkeistä oli suurempi koentsyymi A:n tuotanto, molekyyli, joka siirtää hiiltä solujen ympärille ja on tärkeä hajottamaan hiilihydraatteja, aminohappoja ja rasvaa kemialliseksi energiaksi.
Tehokkaammat pyöräilijät näyttivät myös polttaa enemmän rasvaa ja polttaa rasvaa pidempään monivaiheisen maailmankiertueen aikana verrattuna huonommin suoriutuviin pyöräilijöihin.
Toimimaton aineenvaihdunta sairauksissa, kuten COVID-19
Aineenvaihduntasi muuttuu myös, jos saat akuutin sairauden, kuten COVID-19:n.
Toisin kuin huippupyöräilijöitä, COVID-19-potilailla on heikentynyt kyky polttaa rasvaa joka näyttää jatkuvan pitkä COVID. Näiden potilaiden veri levossa on samanlaista kuin huippupyöräilijän uupumuksessa. Kun otetaan huomioon, että liikunta-intoleranssi esiintyy usein pitkällä COVID-viruksella, tämä viittaa mitokondrioiden toimintahäiriöt voi olla osansa COVID-peräiseen väsymykseen.
Rasvan polttaminen kuluttaa paljon happea. COVID 19 vahingoittaa punasoluja jotka kuljettavat happea elimiin. Koska punasoluilla on a rajoitettu kyky korjata itseään, ne eivät välttämättä toimi yhtä hyvin jäljellä olevan noin 120 päivän elinkaarensa aikana. Tämä saattaa osittain selittää, miksi COVID-oireet kestävät yhtä kauan kuin joillakin ihmisillä.
Verenluovuttajat määrittelevät keskikohdan
Verensiirrot ovat yksi yleisimmistä kliinisistä toimenpiteistä. Yli 118 miljoonaa pinttiä verta miljoonat ihmiset ympäri maailmaa lahjoittavat joka vuosi. Koska verenluovuttajat käyvät läpi seulonnan varmistaakseen, että he ovat tarpeeksi terveitä luovuttamaan, he ovat yleensä kohtalaisen terveitä, jossain akuutin sairauden ja huippu-urheilusuorituksen välimaastossa. Verenluovuttajat, kotoisin kaikilla elämänaloilla, niillä on myös monipuolinen valikoima biologisia piirteitä tutkimuspopulaationa.
Tiimini ja minä katselimme verta yli 13,000 XNUMX verenluovuttajalta selvittääksemme heidän tilannettaan metabolinen monimuotoisuus. Löysimme erityisiä piirteitä, jotka voisivat ennustaa, kuinka hyvin luovuttajan veri toimisi potilailla, mikä vaikuttaa myös siihen, kuinka hyvin veri toimii luovuttajilla itsellään.
Huomasimme, että yksi näistä ominaisuuksista on metaboliitti nimeltään kinureniini, joka syntyy tryptofaanin aminohapon hajoamisesta. Havaitsimme, että veri luovuttajilta, joilla oli korkeammat kinureniinitasot, palautti vähemmän hemoglobiinitasoja verensiirron vastaanottajilla verrattuna luovuttajiin, joiden kinureniinitasot olivat alhaisemmat.
Kynureniinitasot ovat korkeampia iäkkäillä luovuttajilla ja luovuttajilla, joilla on korkeampi painoindeksi, ja ne voivat mahdollisesti olla sidoksissa korkeampiin tulehdustasoihin. Tueksi ryhmämme havaitsi myös, että kinureniini lisääntyy dramaattisesti juoksijoissa, jotka osallistuvat 171 kilometrin (106 mailia) Ultra-Trail du Mont-Blanciin. Lisäksi tunnistimme myös, että kinureniini on vahva markkeri COVID-19:n vakavuus.
Aineenvaihduntatuotteiden ja terveysvaikutusten välinen suhde vahvistaa aineenvaihdunnan tärkeää roolia kehossa. Paremman käsityksen saaminen siitä, miltä terve aineenvaihdunta näyttää, voi tarjota ainutlaatuisia näkemyksiä siitä, miten se poikkeaa, kun joku sairastuu, ja voi tarjota uusia lähestymistapoja lääketieteellisiin hoitoihin.
Travis Nemkov, biokemian ja molekyyligenetiikan apulaistutkijaprofessori, Coloradon yliopiston Anschutzin lääketieteellinen kampus
Tämä artikkeli julkaistaan uudelleen Conversation Creative Commons -lisenssin alla. Lue alkuperäinen artikkeli.
Liittyvät kirjat:
Keho pitää pisteet: Aivomieli ja keho trauman paranemisessa
esittäjä (t): Bessel van der Kolk
Tämä kirja tutkii trauman ja fyysisen ja henkisen terveyden välisiä yhteyksiä ja tarjoaa oivalluksia ja strategioita paranemiseen ja palautumiseen.
Klikkaa saadaksesi lisätietoja tai tilataksesi
Breath: kadonneen taiteen uusi tiede
Kirjailija: James Nestor
Tämä kirja tutkii hengityksen tieteitä ja käytäntöjä ja tarjoaa oivalluksia ja tekniikoita fyysisen ja henkisen terveyden parantamiseksi.
Klikkaa saadaksesi lisätietoja tai tilataksesi
Kasviparadoksi: "terveellisten" elintarvikkeiden piilotetut vaarat, jotka aiheuttavat sairauksia ja painonnousua
Kirjailija: Steven R. Gundry
Tämä kirja tutkii ruokavalion, terveyden ja sairauksien välisiä yhteyksiä ja tarjoaa oivalluksia ja strategioita yleisen terveyden ja hyvinvoinnin parantamiseksi.
Klikkaa saadaksesi lisätietoja tai tilataksesi
Immunity Code: Uusi paradigma todelliselle terveydelle ja radikaalille ikääntymisen estämiselle
Kirjailija: Joel Greene
Tämä kirja tarjoaa uuden näkökulman terveyteen ja immuniteettiin, hyödyntäen epigenetiikan periaatteita ja tarjoaa oivalluksia ja strategioita terveyden ja ikääntymisen optimoimiseksi.
Klikkaa saadaksesi lisätietoja tai tilataksesi
Täydellinen opas paastoon: paranna kehosi jaksoittaisella, vuorotellen ja pitkällä paastolla
Tohtori Jason Fung ja Jimmy Moore
Tämä kirja tutkii paastoamisen tiedettä ja käytäntöä ja tarjoaa oivalluksia ja strategioita yleisen terveyden ja hyvinvoinnin parantamiseksi.
