Om du har ägnat någon tid åt att bläddra igenom hälso- och välmående hörn av sociala medier, har du förmodligen stött på många produkter som påstår sig förbättra din ämnesomsättning. Men exakt vad är din ämnesomsättning?
Allt du utsätter din kropp för – från livsstil till ett luftburet virus – påverkar dina fysiska egenskaper, såsom ditt blodtryck och energinivåer. Tillsammans kallas dessa biologiska egenskaper din fenotyp. Och det biologiska systemet som mest direkt influenser din fenotyp är din ämnesomsättning.
Så om du äter något, tar mediciner, röker eller tränar, är din ämnesomsättning ansvarig för att överföra den biologiska informationen till hela din kropp för att den ska anpassa sig.
Metabolism är energiomvandling
Din ämnesomsättning består av en nätverk av tiotusentals molekyler och proteiner som omvandlar maten du äter till energi och byggstenar som din kropp använder för att röra sig, växa och reparera sig själv. På kemisk nivå börjar energiomsättningen när de tre makronäringsämnena – kolhydrater, fetter och protein – bryts ner atom för atom för att frigöra elektroner från kemiska bindningar. Dessa elektroner laddar komponenter i celler kallas mitokondrier.
I likhet med hur batterier fungerar, utnyttjar mitokondrier denna elektriska potential för att skapa en annan form av kemisk energi som resten av cellen kan använda.
Enkelt uttryckt är metabolismens primära roll att omvandla kemisk energi till elektrisk energi och tillbaka till kemisk energi. Hur denna energi överförs genom hela kroppen kan spela en central roll för att bestämma oavsett om du är sjuk eller frisk.
Jag är biokemist som studerar de olika nätverk av ämnesomsättning som används när din kropp förändras. Mitt team och jag har kunnat definiera specifika egenskaper hos ämnesomsättningen, såsom närvaron och mängden av vissa metaboliter – produkter gjorda av att bryta ner makronäringsämnen – över ett brett spektrum av tillstånd.
Dessa tillstånd inkluderar sjukdomar som t.ex Covid-19, diabetes, multipel skleros och sicklecellanemi, till att uppleva unika miljöer som t.ex strålningsexponering, hög höjd, åldring och sportprestanda. Var och en av dessa inställningar påverkar vilka delar av ditt metabola nätverk som används och hur de kommunicerar med varandra.
Elitidrottare definierar de övre gränserna
Med tanke på det alarmerande ökning av fetma och dess associerade metabola syndromet – cirka 1 av 8 personer över hela världen levde med fetma 2022 – att definiera en hälsosam eller nedsatt ämnesomsättning kan hjälpa till att identifiera vad som har gått fel och hur man kan åtgärda det.
Elitidrottare erbjuder en utmärkt befolkning för att studera metabolisk funktion när den är som bäst, eftersom deras nätverk av molekylära och kemiska reaktioner måste finjusteras för att tävla på världsscenen.
Traditionellt laktatgräns har varit ett kritiskt mått på atletisk prestation genom att fastställa träningsintensiteten när laktat börjar stiga i muskler och blod.
Tvärtemot vad man tror är laktat inte bara en avfallsprodukt utan en energikälla likaså, och det ackumuleras när det produceras snabbare än vad mitokondrier kan använda det. Medan en måttligt aktiv person kan nå sin tröskel vid en träningsintensitet på cirka 2 watt per kilogram, kan elitcyklister hålla en intensitet upp till nästan två till tre gånger högre.
När vi jämförde laktat-tröskelvärdena för en grupp elitcyklister fann vi att cyklisterna med högre trösklar hade markörer för bättre mitokondriell funktion. En av dessa markörer var högre produktion av coenzym A, en molekyl som transporterar kol runt celler och är viktig för att bryta ner kolhydrater, aminosyror och fett till kemisk energi.
Högre presterande cyklister verkade också bränna mer fett och bränna fett längre under en flerstegs världsturné jämfört med lägre presterande cyklister.
Dysfunktionell metabolism i sjukdomar som COVID-19
Din ämnesomsättning förändras också om du får en akut sjukdom som covid-19.
Till skillnad från elitcyklister har COVID-19-patienter en nedsatt förmåga att bränna fett som verkar bestå med lång COVID. Blodet hos dessa patienter i vila liknar blodet hos en elitcyklists vid utmattning. Med tanke på att träningsintolerans ofta förekommer med långvarig covid, tyder detta på mitokondriell dysfunktion kan spela en roll vid covid-relaterad trötthet.
Förbränna fett använder mycket syre. COVID 19 skadar de röda blodkropparna som levererar syre till organ. Eftersom röda blodkroppar har en begränsad förmåga att reparera sig själv, kanske de inte fungerar lika bra under resten av deras ungefär 120 dagar långa livslängd. Detta kan delvis förklara varför covid-symptomen varar så länge som de gör hos vissa människor.
Blodgivare definierar mitten
Blodtransfusioner är en av de vanligaste kliniska procedurerna. Över 118 miljoner liter blod doneras av miljontals människor över hela världen varje år. Eftersom blodgivare genomgår screening för att säkerställa att de är tillräckligt friska för att donera, är de vanligtvis måttligt friska, någonstans mellan akut sjukdom och elitidrottsprestation. Blodgivare, kommer från varje gång i livet, har också en mångfald av biologiska egenskaper som studiepopulation.
Mitt team och jag tittade på blod från över 13,000 XNUMX blodgivare för att belysa deras metabolisk mångfald. Vi hittade specifika egenskaper som kunde förutsäga hur väl en givares blod skulle fungera hos patienter, vilket också har konsekvenser för hur väl det blodet fungerar hos donatorerna själva.
Vi fann att en av dessa egenskaper är en metabolit kallas kynurenin, som produceras från nedbrytningen av aminosyran tryptofan. Vi fann att blod från givare med högre nivåer av kynurenin var mindre benägna att återställa hemoglobinnivåerna hos transfusionsmottagare jämfört med givare med lägre kynureninnivåer.
Kynureninnivåerna är högre hos äldre donatorer och donatorer med högre BMI, och kan potentiellt vara kopplade till högre nivåer av inflammation. Som stöd fann vår grupp också att kynurenin ökar dramatiskt i löpare som deltar i 171-kilometer (106 miles) Ultra-Trail du Mont-Blanc. Dessutom identifierade vi också att kynurenin är en stark markör för Allvarlighetsgrad av covid-19.
Relationen mellan metaboliter och hälsoresultat förstärker den viktiga roll metabolism spelar i kroppen. Att få en bättre förståelse för hur hälsosam ämnesomsättning ser ut kan erbjuda unika insikter om hur den avviker när någon blir sjuk och kan erbjuda nya tillvägagångssätt för medicinska behandlingar.
Travis Nemkov, biträdande forskningsprofessor i biokemi och molekylär genetik, University of Colorado Anschutz Medical Campus
Denna artikel publiceras från Avlyssningen under en Creative Commons licens. Läs ursprungliga artikeln.
Relaterade böcker:
Kroppen håller poängen: Hjärnans själ och kropp i läkningen av trauma
av Bessel van der Kolk
Den här boken utforskar sambanden mellan trauma och fysisk och mental hälsa, och erbjuder insikter och strategier för läkning och återhämtning.
Klicka för mer info eller för att beställa
Breath: The New Science of a Lost Art
av James Nestor
Den här boken utforskar vetenskapen och praktiken av andning, och erbjuder insikter och tekniker för att förbättra fysisk och mental hälsa.
Klicka för mer info eller för att beställa
Växtparadoxen: de dolda farorna i "hälsosam" mat som orsakar sjukdomar och viktökning
av Steven R. Gundry
Den här boken utforskar kopplingarna mellan kost, hälsa och sjukdomar, och erbjuder insikter och strategier för att förbättra övergripande hälsa och välbefinnande.
Klicka för mer info eller för att beställa
Immunitetskoden: Det nya paradigmet för verklig hälsa och radikal anti-aging
av Joel Greene
Den här boken erbjuder ett nytt perspektiv på hälsa och immunitet, som bygger på principer för epigenetik och erbjuder insikter och strategier för att optimera hälsa och åldrande.
Klicka för mer info eller för att beställa
Den kompletta guiden till fasta: läka din kropp genom intermittent, varannan dag och förlängd fasta
av Dr Jason Fung och Jimmy Moore
Den här boken utforskar vetenskapen och praktiken av fasta och erbjuder insikter och strategier för att förbättra övergripande hälsa och välbefinnande.
