Jika anda telah meluangkan masa menatal melalui sudut kesihatan dan kesejahteraan media sosial, anda berkemungkinan menjumpai banyak produk yang mendakwa dapat meningkatkan metabolisme anda. Tetapi apakah sebenarnya metabolisme anda?
Semua yang anda dedahkan kepada badan anda - daripada gaya hidup kepada virus bawaan udara - mempengaruhi ciri fizikal anda, seperti tekanan darah dan tahap tenaga anda. Bersama-sama, ciri-ciri biologi ini dirujuk sebagai fenotip anda. Dan sistem biologi yang paling langsung pengaruh fenotip anda ialah metabolisme anda.
Jadi jika anda sedang makan sesuatu, mengambil ubat, merokok atau bersenam, metabolisme anda bertanggungjawab untuk memindahkan maklumat biologi itu ke seluruh badan anda untuk menyesuaikan diri.
Metabolisme ialah penukaran tenaga
Metabolisme anda terdiri daripada a rangkaian berpuluh-puluh ribu molekul dan protein yang menukarkan makanan yang anda makan kepada tenaga dan bahan binaan yang digunakan oleh badan anda untuk bergerak, membesar dan membaiki dirinya sendiri. Pada peringkat kimia, metabolisme tenaga bermula apabila tiga makronutrien - karbohidrat, lemak dan protein - dipecahkan atom demi atom untuk membebaskan elektron daripada ikatan kimia. Elektron ini mengecas komponen dalam sel dipanggil mitokondria.
Sama seperti cara bateri berfungsi, mitokondria memanfaatkan potensi elektrik ini untuk mencipta bentuk tenaga kimia yang berbeza yang boleh digunakan oleh seluruh sel.
Ringkasnya, peranan utama metabolisme adalah untuk menukar tenaga kimia kepada tenaga elektrik dan kembali kepada tenaga kimia. Bagaimana tenaga ini dipindahkan ke seluruh badan mungkin memainkan peranan penting dalam menentukan sama ada anda sakit atau sihat.
Saya seorang ahli biokimia yang mengkaji pelbagai rangkaian metabolisme yang digunakan semasa badan anda berubah. Saya dan pasukan saya telah dapat mentakrifkan ciri-ciri metabolisme tertentu, seperti kehadiran dan jumlah metabolit tertentu - produk yang dibuat daripada pemecahan makronutrien - merentasi pelbagai keadaan.
Keadaan ini termasuk penyakit seperti Covid-19, kencing manis, multiple sclerosis and anemia sel sabit, untuk mengalami persekitaran yang unik seperti pendedahan radiasi, altitud yang tinggi, penuaan and prestasi sukan. Setiap tetapan ini mempengaruhi bahagian rangkaian metabolik anda yang digunakan dan cara ia berkomunikasi antara satu sama lain.
Atlet elit menentukan had atas
Memandangkan yang membimbangkan peningkatan obesiti dan yang berkaitan sindrom metabolik – kira-kira 1 daripada 8 orang di seluruh dunia mengalami obesiti pada tahun 2022 – mentakrifkan metabolisme yang sihat atau terjejas boleh membantu mengenal pasti masalah yang berlaku dan cara menanganinya.
Atlet elit menawarkan populasi utama untuk mengkaji fungsi metabolik pada tahap terbaik, kerana rangkaian tindak balas molekul dan kimia mereka mesti ditala dengan baik untuk bersaing di pentas dunia.
Secara tradisinya, ambang laktat telah menjadi ukuran kritikal prestasi olahraga dengan menentukan intensiti senaman apabila laktat mula meningkat dalam otot dan darah.
Bertentangan dengan kepercayaan umum, laktat bukan sekadar bahan buangan tetapi adalah sumber tenaga juga, dan ia terkumpul apabila ia dihasilkan lebih cepat daripada yang boleh digunakan oleh mitokondria. Walaupun orang yang sederhana aktif mungkin mencapai ambang mereka pada intensiti senaman sekitar 2 watt sekilogram, penunggang basikal elit boleh mengekalkan intensiti sehingga hampir hampir dua hingga tiga kali lebih tinggi.
Apabila membandingkan ambang laktat sekumpulan penunggang basikal elit, kami mendapati bahawa penunggang basikal dengan ambang yang lebih tinggi mempunyai penanda fungsi mitokondria yang lebih baik. Salah satu penanda ini ialah pengeluaran koenzim A yang lebih tinggi, molekul yang mengangkut karbon di sekeliling sel dan penting untuk memecahkan karbohidrat, asid amino dan lemak kepada tenaga kimia.
Penunggang basikal berprestasi tinggi juga kelihatan membakar lebih banyak lemak dan membakar lemak lebih lama semasa jelajah dunia berbilang peringkat berbanding penunggang basikal berprestasi rendah.
Metabolisme tidak berfungsi dalam penyakit seperti COVID-19
Metabolisme anda juga berubah jika anda mendapat penyakit akut seperti COVID-19.
Berbeza dengan penunggang basikal elit, pesakit COVID-19 mempunyai keupayaan terjejas untuk membakar lemak yang nampaknya berterusan COVID panjang. Darah pesakit semasa berehat adalah serupa dengan darah penunggang basikal elit yang keletihan. Memandangkan intoleransi senaman kerap berlaku dengan COVID yang lama, ini menunjukkan disfungsi mitokondria mungkin memainkan peranan dalam keletihan berkaitan COVID.
Membakar lemak menggunakan banyak oksigen. COVID 19 merosakkan sel darah merah yang menghantar oksigen ke organ. Kerana sel darah merah mempunyai a keupayaan terhad untuk membaiki diri, mereka mungkin tidak berfungsi dengan baik semasa baki jangka hayat kira-kira 120 hari mereka. Ini mungkin sebahagiannya menjelaskan mengapa gejala COVID berlanjutan selagi ia berlaku pada sesetengah orang.
Penderma darah menentukan bahagian tengah
Pemindahan darah adalah salah satu prosedur klinikal yang paling biasa. Lebih 118 juta pain darah didermakan oleh berjuta-juta orang di seluruh dunia setiap tahun. Oleh kerana penderma darah menjalani pemeriksaan untuk memastikan mereka cukup sihat untuk menderma, mereka biasanya sihat sederhana, di antara penyakit akut dan prestasi olahraga elit. Penderma darah, datang dari setiap langkah hidup, juga mempunyai pelbagai ciri biologi sebagai populasi kajian.
Saya dan pasukan saya melihat darah daripada lebih 13,000 penderma darah untuk memberi penerangan tentang mereka kepelbagaian metabolik. Kami menemui ciri khusus yang boleh meramalkan seberapa baik darah penderma akan berfungsi pada pesakit, yang juga mempunyai implikasi untuk seberapa baik darah itu berfungsi dalam penderma itu sendiri.
Kami mendapati bahawa salah satu ciri ini adalah metabolit dipanggil kynurenine, yang dihasilkan daripada pecahan asid amino triptofan. Kami mendapati bahawa darah daripada penderma dengan paras kynurenine yang lebih tinggi kurang berkemungkinan untuk memulihkan tahap hemoglobin dalam penerima transfusi berbanding dengan penderma dengan paras kynurenine yang lebih rendah.
Tahap Kynurenine lebih tinggi pada penderma yang lebih tua dan penderma dengan BMI yang lebih tinggi, dan mungkin berpotensi terikat dengan tahap keradangan yang lebih tinggi. Sebagai sokongan, kumpulan kami juga mendapati bahawa kynurenine meningkat secara mendadak dalam pelari yang mengambil bahagian dalam Ultra-Trail du Mont-Blanc sejauh 171 kilometer (106 batu). Di samping itu, kami juga mengenal pasti bahawa kynurenine adalah penanda kuat Tahap keterukan COVID-19.
Hubungan antara metabolit dan hasil kesihatan mengukuhkan peranan penting yang dimainkan oleh metabolisme dalam badan. Mendapat pemahaman yang lebih baik tentang rupa metabolisme yang sihat boleh menawarkan cerapan unik tentang cara ia menyimpang apabila seseorang jatuh sakit dan mungkin menawarkan pendekatan baharu untuk rawatan perubatan.
Travis Nemkov, Penolong Profesor Penyelidik Biokimia dan Genetik Molekul, Kampus Perubatan Universiti Colorado Anschutz
Artikel ini diterbitkan semula daripada Perbualan di bawah lesen Creative Commons. Membaca artikel asal.
Buku berkaitan:
Badan Mengekalkan Skor: Otak Minda dan Badan dalam Penyembuhan Trauma
oleh Bessel van der Kolk
Buku ini meneroka hubungan antara trauma dan kesihatan fizikal dan mental, menawarkan pandangan dan strategi untuk penyembuhan dan pemulihan.
Klik untuk maklumat lanjut atau untuk memesan
Nafas: Sains Baharu Seni yang Hilang
oleh James Nestor
Buku ini meneroka sains dan amalan pernafasan, menawarkan pandangan dan teknik untuk meningkatkan kesihatan fizikal dan mental.
Klik untuk maklumat lanjut atau untuk memesan
The Plant Paradox: Bahaya Tersembunyi dalam Makanan "Sihat" Yang Menyebabkan Penyakit dan Berat Badan
oleh Steven R. Gundry
Buku ini meneroka kaitan antara diet, kesihatan dan penyakit, menawarkan pandangan dan strategi untuk meningkatkan kesihatan dan kesejahteraan keseluruhan.
Klik untuk maklumat lanjut atau untuk memesan
Kod Kekebalan: Paradigma Baharu untuk Kesihatan Sebenar dan Anti-Penuaan Radikal
oleh Joel Greene
Buku ini menawarkan perspektif baharu tentang kesihatan dan imuniti, menggunakan prinsip epigenetik dan menawarkan pandangan serta strategi untuk mengoptimumkan kesihatan dan penuaan.
Klik untuk maklumat lanjut atau untuk memesan
Panduan Lengkap Puasa: Sembuhkan Tubuh Anda Melalui Puasa Selang Selang, Hari Bergantian dan Berpanjangan
oleh Dr. Jason Fung dan Jimmy Moore
Buku ini meneroka sains dan amalan berpuasa yang menawarkan pandangan dan strategi untuk meningkatkan kesihatan dan kesejahteraan keseluruhan.
