Hvis du har brukt tid på å bla gjennom helse- og velværehjørnene i sosiale medier, har du sannsynligvis kommet over mange produkter som hevder å forbedre stoffskiftet. Men hva er egentlig stoffskiftet ditt?
Alt du utsetter kroppen din for – fra livsstil til et luftbårent virus – påvirker dine fysiske egenskaper, som blodtrykk og energinivå. Sammen blir disse biologiske egenskapene referert til som din fenotype. Og det biologiske systemet som mest direkte påvirkninger din fenotype er stoffskiftet ditt.
Så hvis du spiser noe, tar medisiner, røyker eller trener, er stoffskiftet ditt ansvarlig for å overføre den biologiske informasjonen gjennom kroppen din for at den skal tilpasse seg.
Metabolisme er energiomdannelse
Stoffskiftet ditt består av en nettverk av titusenvis av molekyler og proteiner som omdanner maten du spiser til energien og byggesteinene kroppen din bruker for å bevege seg, vokse og reparere seg selv. På det kjemiske nivået begynner energimetabolismen når de tre makronæringsstoffene – karbohydrater, fett og protein – brytes ned atom for atom for å frigjøre elektroner fra kjemiske bindinger. Disse elektronene lader komponenter i cellene kalt mitokondrier.
I likhet med hvordan batterier fungerer, utnytter mitokondrier dette elektriske potensialet for å skape en annen form for kjemisk energi som resten av cellen kan bruke.
Enkelt sagt er metabolismens primære rolle å konvertere kjemisk energi til elektrisk energi og tilbake til kjemisk energi. Hvordan denne energien overføres gjennom kroppen kan spille en sentral rolle i å bestemme enten du er syk eller frisk.
Jeg er en biokjemiker som studerer de ulike nettverkene av metabolisme som brukes når kroppen din endrer seg. Teamet mitt og jeg har vært i stand til å definere spesifikke egenskaper ved metabolisme, for eksempel tilstedeværelsen og mengden av visse metabolitter – produkter laget av å bryte ned makronæringsstoffer – på tvers av et bredt spekter av tilstander.
Disse tilstandene inkluderer sykdommer som f.eks Covid-19, diabetes, multippel sklerose og sigdcelleanemi, til å oppleve unike miljøer som f.eks strålingseksponering, Stor høyde, aldring og sportsprestasjoner. Hver av disse innstillingene påvirker hvilke deler av ditt metabolske nettverk som brukes og hvordan de kommuniserer med hverandre.
Eliteidrettsutøvere definerer de øvre grensene
Gitt det alarmerende økning i fedme og tilhørende metabolsk syndrom – Omtrent 1 av 8 mennesker over hele verden levde med fedme i 2022 – å definere et sunt eller nedsatt stoffskifte kan bidra til å identifisere hva som har gått galt og hvordan man kan håndtere det.
Eliteidrettsutøvere tilbyr en førsteklasses befolkning for å studere metabolsk funksjon på sitt beste, siden deres nettverk av molekylære og kjemiske reaksjoner må finjusteres for å konkurrere på verdensscenen.
Tradisjonelt laktatterskel har vært et kritisk mål på atletisk ytelse ved å finne treningsintensiteten når laktat begynner å stige i muskler og blod.
I motsetning til vanlig oppfatning, er laktat ikke bare et avfallsprodukt, men et energikilde også, og det akkumuleres når det produseres raskere enn mitokondrier kan bruke det. Mens en moderat aktiv person kan nå terskelen ved en treningsintensitet på rundt 2 watt per kilogram, kan elitesyklister opprettholde en intensitet på opp til nesten to til tre ganger høyere.
Ved sammenligning av laktatterskler til en gruppe elitesyklister fant vi at syklistene med høyere terskler hadde markører for bedre mitokondriell funksjon. En av disse markørene var høyere produksjon av koenzym A, et molekyl som transporterer karbon rundt cellene og er viktig for å bryte ned karbohydrater, aminosyrer og fett til kjemisk energi.
Syklister med høyere ytelse syntes også brenn mer fett og brenn fett lenger under en flertrinns verdensturné sammenlignet med syklister med lavere ytelse.
Dysfunksjonell metabolisme i sykdommer som COVID-19
Stoffskiftet ditt endres også hvis du får en akutt sykdom som COVID-19.
I motsetning til elitesyklister har COVID-19-pasienter en nedsatt evne til å forbrenne fett som ser ut til å vedvare lang COVID. Blodet til disse pasientene i hvile ligner på blodet til en elitesyklist ved utmattelse. Tatt i betraktning at treningsintoleranse ofte forekommer med langvarig COVID, tyder dette på mitokondriell dysfunksjon kan spille en rolle i COVID-relatert tretthet.
Brenning av fett bruker mye oksygen. COVID-19 skader de røde blodcellene som leverer oksygen til organer. Fordi røde blodlegemer har en begrenset evne til å reparere seg selv, kan det hende at de ikke fungerer like bra i løpet av resten av deres omtrent 120 dagers levetid. Dette kan delvis forklare hvorfor COVID-symptomer varer så lenge som de gjør hos noen mennesker.
Blodgivere definerer midten
Blodoverføringer er en av de vanligste kliniske prosedyrene. Over 118 millioner liter blod doneres av millioner av mennesker over hele verden hvert år. Fordi blodgivere gjennomgår screening for å sikre at de er friske nok til å donere, er de vanligvis moderat friske, et sted mellom akutt sykdom og eliteidrettsprestasjoner. Blodgivere, kommer fra hver tur i livet, har også et mangfold av biologiske egenskaper som en studiepopulasjon.
Teamet mitt og jeg så på blod fra over 13,000 XNUMX blodgivere for å kaste lys over deres metabolsk mangfold. Vi fant spesifikke egenskaper som kunne forutsi hvor godt en donors blod ville virke hos pasienter, noe som også har implikasjoner for hvor godt blodet fungerer hos donorene selv.
Vi fant at en av disse egenskapene er en metabolitt kalt kynurenine, som produseres fra nedbrytningen av aminosyren tryptofan. Vi fant at blod fra givere med høyere nivåer av kynurenin hadde mindre sannsynlighet for å gjenopprette hemoglobinnivåer hos transfusjonsmottakere sammenlignet med donorer med lavere kynureninnivåer.
Kynureninnivåer er høyere hos eldre givere og donorer med høyere BMI, og kan potensielt være knyttet til høyere nivåer av betennelse. Til støtte fant vår gruppe også at kynurenine øker dramatisk i løpere som deltar på 171 kilometer (106 miles) Ultra-Trail du Mont-Blanc. I tillegg identifiserte vi også at kynurenin er en sterk markør for Alvorlighetsgrad av covid-19.
Forholdet mellom metabolitter og helseutfall forsterker den viktige rollen metabolisme spiller i kroppen. Å få en bedre forståelse av hvordan sunn metabolisme ser ut kan gi unik innsikt i hvordan den avviker når noen blir syk og kan tilby nye tilnærminger til medisinsk behandling.
Travis Nemkov, assisterende forskningsprofessor i biokjemi og molekylær genetikk, University of Colorado Anschutz Medical Campus
Denne artikkelen er publisert fra Den Conversation under en Creative Commons-lisens. Les opprinnelige artikkelen.
Relaterte bøker:
Kroppen holder poengsummen: Hjernens sinn og kropp i helbredelsen av traumer
av Bessel van der Kolk
Denne boken utforsker sammenhengene mellom traumer og fysisk og mental helse, og tilbyr innsikt og strategier for helbredelse og bedring.
Klikk for mer info eller for å bestille
Pust: The New Science of a Lost Art
av James Nestor
Denne boken utforsker vitenskapen og praksisen med å puste, og tilbyr innsikt og teknikker for å forbedre fysisk og mental helse.
Klikk for mer info eller for å bestille
Planteparadokset: De skjulte farene i "sunn" mat som forårsaker sykdommer og vektøkning
av Steven R. Gundry
Denne boken utforsker koblingene mellom kosthold, helse og sykdom, og tilbyr innsikt og strategier for å forbedre generell helse og velvære.
Klikk for mer info eller for å bestille
Immunitetskoden: Det nye paradigmet for ekte helse og radikal antialdring
av Joel Greene
Denne boken tilbyr et nytt perspektiv på helse og immunitet, og trekker på prinsipper for epigenetikk og tilbyr innsikt og strategier for å optimalisere helse og aldring.
Klikk for mer info eller for å bestille
Den komplette guiden til faste: Helbred kroppen din gjennom periodisk, vekslende dag og forlenget faste
av Dr. Jason Fung og Jimmy Moore
Denne boken utforsker vitenskapen og praksisen med faste og tilbyr innsikt og strategier for å forbedre generell helse og velvære.
