אם השקעת זמן כלשהו בגלילה בפינות הבריאות והבריאות של המדיה החברתית, סביר להניח שנתקלת במוצרים רבים המתיימרים לשפר את חילוף החומרים שלך. אבל מהו בעצם חילוף החומרים שלך?
כל מה שאתה חושף אליו את הגוף שלך - מאורח חיים ועד נגיף מוטס - משפיע על המאפיינים הגופניים שלך, כגון לחץ הדם ורמות האנרגיה שלך. יחד, מאפיינים ביולוגיים אלה מכונים הפנוטיפ שלך. והמערכת הביולוגית שהכי ישירה השפעות הפנוטיפ שלך הוא חילוף החומרים שלך.
אז אם אתם אוכלים משהו, לוקחים תרופות, מעשנים או מתעמלים, חילוף החומרים שלכם אחראי להעברת המידע הביולוגי הזה בכל הגוף כדי שיסתגל.
מטבוליזם הוא המרת אנרגיה
חילוף החומרים שלך מורכב מא רשת של עשרות אלפי מולקולות וחלבונים שממירים את האוכל שאתה אוכל לאנרגיה ואבני הבניין שהגוף שלך משתמש בו כדי לנוע, לגדול ולתקן את עצמו. ברמה הכימית, חילוף החומרים באנרגיה מתחיל כאשר שלושת המאקרו-נוטריאנטים - פחמימות, שומנים וחלבון - מפורקים אטום אחר אטום כדי לשחרר אלקטרונים מקשרים כימיים. אלקטרונים אלה טוענים רכיבים בתאים שנקרא מיטוכונדריה.
בדומה לאופן שבו סוללות פועלות, המיטוכונדריה רותמות את הפוטנציאל החשמלי הזה כדי ליצור צורה אחרת של אנרגיה כימית ששאר התא יכולים להשתמש בה.
במילים פשוטות, תפקידו העיקרי של חילוף החומרים הוא להמיר אנרגיה כימית לאנרגיה חשמלית ובחזרה לאנרגיה כימית. כיצד אנרגיה זו מועברת בכל הגוף עשוי למלא תפקיד מרכזי בקביעה בין אם אתה חולה או בריא.
אני ביוכימאי שחוקר את הרשתות השונות של חילוף החומרים המשמשות כאשר הגוף שלך משתנה. הצוות שלי ואני הצלחנו להגדיר תכונות ספציפיות של חילוף חומרים, כמו נוכחות וכמות של מטבוליטים מסוימים - מוצרים העשויים מפירוק מאקרו-נוטריינטים - במגוון רחב של מצבים.
מצבים אלו כוללים מחלות כגון תקופת הקורונה, סוכרת, טרשת נפוצה ו אנמיה חרמשית, להתנסות בסביבות ייחודיות כגון חשיפה לקרינה, גובה רב, הזדקנות ו ביצועי ספורט. כל אחת מההגדרות הללו משפיעה באילו חלקים ברשת המטבולית שלך נעשה שימוש וכיצד הם מתקשרים זה עם זה.
ספורטאי עילית מגדירים את הגבולות העליונים
בהתחשב במדאיג עלייה בהשמנה והקשור לזה תסמונת מטבולית - בערך 1 מכל 8 אנשים ברחבי העולם חי עם השמנת יתר בשנת 2022 - הגדרת חילוף חומרים בריא או לקוי יכולה לעזור לזהות מה השתבש וכיצד לטפל בו.
ספורטאי עילית מציעים אוכלוסיה מעולה ללמוד את התפקוד המטבולי במיטבו, מכיוון שרשת התגובות המולקולריות והכימיות שלהם חייבת להיות מכווננת היטב כדי להתחרות על הבמה העולמית.
באופן מסורתי, סף לקטט היה מדד קריטי לביצועים ספורטיביים על ידי זיהוי עוצמת הפעילות הגופנית כאשר הלקטאט מתחיל לעלות בשרירים ובדם.
בניגוד לדעה הרווחת, לקטט אינו רק מוצר פסולת אלא מוצר פסולת מקור אנרגיה כמו כן, והוא מצטבר כאשר הוא מיוצר מהר יותר ממה שהמיטוכונדריה יכולה להשתמש בו. בעוד שאדם פעיל בינוני עשוי להגיע לסף שלו בעצימות פעילות גופנית של כ-2 וואט לקילוגרם, רוכבי אופניים עילית יכולים לשמור על עצימות של עד כמעט גבוה פי שניים עד שלוש.
כאשר השוו את ספי הלקטט של קבוצה של רוכבי אופניים עילית, מצאנו שלרוכבי האופניים עם ספים גבוהים יותר יש סמנים לתפקוד מיטוכונדריאלי טוב יותר. אחד מהסמנים האלה היה ייצור גבוה יותר של קואנזים A, מולקולה המעבירה פחמן מסביב לתאים וחשובה לפירוק פחמימות, חומצות אמינו ושומן לאנרגיה כימית.
נראה שגם רוכבי אופניים בעלי ביצועים גבוהים יותר לשרוף יותר שומן ולשרוף שומן זמן רב יותר במהלך סיור עולמי רב שלבי בהשוואה לרוכבי אופניים בעלי ביצועים נמוכים יותר.
חילוף חומרים לא מתפקד במחלות כמו COVID-19
חילוף החומרים שלך משתנה גם אם אתה מקבל מחלה חריפה כמו COVID-19.
בניגוד לרוכבי אופניים עילית, לחולי COVID-19 יש פגיעה ביכולת לשרוף שומן שנראה שהוא נמשך ארוך COVID. הדם של חולים אלה במנוחה דומה לזה של רוכב אופניים עילית בזמן תשישות. בהתחשב בכך שאי סבילות לפעילות גופנית מתרחשת לעתים קרובות עם COVID ארוך, זה מרמז הפרעה בתפקוד המיטוכונדריה עשוי למלא תפקיד בעייפות הקשורה ל-COVID.
שריפת שומן משתמש בהרבה חמצן. COVID 19 פוגע בתאי הדם האדומים שמעבירים חמצן לאיברים. כי לתאי דם אדומים יש א יכולת מוגבלת לתקן את עצמם, ייתכן שהם לא יתפקדו באותה מידה במהלך שאר תוחלת חייהם של כ-120 יום. זה עשוי להסביר חלקית מדוע תסמיני COVID נמשכים כל עוד הם נמשכים אצל אנשים מסוימים.
תורמי דם מגדירים את האמצע
עירויי דם הם אחד ההליכים הקליניים הנפוצים ביותר. על 118 מיליון ליטר דם נתרמים על ידי מיליוני אנשים ברחבי העולם מדי שנה. מכיוון שתורמי דם עוברים בדיקה כדי לוודא שהם בריאים מספיק כדי לתרום, הם בדרך כלל בריאים בינוני, איפשהו בין מחלה חריפה לביצועים אתלטיים עילית. תורמי דם, באים מ בכל תחום בחיים, יש גם מגוון מגוון של תכונות ביולוגיות כאוכלוסיית מחקר.
הצוות שלי ואני הסתכלנו על דם של למעלה מ-13,000 תורמי דם כדי לשפוך אור עליהם מגוון מטבולי. מצאנו תכונות ספציפיות שיכולות לחזות עד כמה הדם של התורם יעבוד בחולים, מה שיש לו גם השלכות על מידת הפעולה של הדם הזה אצל התורמים עצמם.
מצאנו שאחת התכונות הללו היא מטבוליט נקרא kynurenine, המופק מפירוק חומצת האמינו טריפטופן. מצאנו שדם מתורמים עם רמות גבוהות יותר של kynurenine היה פחות סיכוי לשחזר את רמות ההמוגלובין אצל מקבלי עירוי בהשוואה לתורמים עם רמות קינורנין נמוכות יותר.
רמות Kynurenine גבוהות יותר בתורמים מבוגרים ובתורמים עם BMI גבוה יותר, ועשויות להיות קשורות לרמות גבוהות יותר של דלקת. כתמיכה, הקבוצה שלנו גם מצאה כי kynurenine עולה באופן דרמטי ברצים המשתתפים ב-171 קילומטר (106 מייל) Ultra-Trail du Mont-Blanc. בנוסף, זיהינו כי kynurenine הוא סמן חזק של חומרת COVID-19.
הקשר בין מטבוליטים לתוצאות בריאותיות מחזק את התפקיד החשוב שממלא חילוף החומרים בגוף. הבנה טובה יותר של איך נראה חילוף חומרים בריא יכולה להציע תובנות ייחודיות לגבי האופן שבו הוא סוטה כשמישהו חולה ועשויה להציע גישות חדשות לטיפולים רפואיים.
טראוויס נמקוב, פרופסור משנה למחקר לביוכימיה וגנטיקה מולקולרית, הקריה הרפואית אנשוץ באוניברסיטת קולורדו
מאמר זה פורסם מחדש מתוך שיחה תחת רישיון Creative Commons. קרא את ה מאמר מקורי.
ספרים קשורים:
הגוף שומר על הציון: מוח וגוף בריפוי טראומה
מאת בסל ואן דר קולק
ספר זה בוחן את הקשרים בין טראומה לבריאות גופנית ונפשית, ומציע תובנות ואסטרטגיות לריפוי והחלמה.
נשימה: המדע החדש של אמנות אבודה
מאת ג'יימס נסטור
ספר זה חוקר את המדע והפרקטיקה של הנשימה, ומציע תובנות וטכניקות לשיפור הבריאות הגופנית והנפשית.
פרדוקס הצמח: הסכנות הנסתרות במזונות "בריאים" הגורמים למחלות ולעלייה במשקל
מאת סטיבן ר. גונדרי
ספר זה בוחן את הקשרים בין תזונה, בריאות ומחלות, ומציע תובנות ואסטרטגיות לשיפור הבריאות והרווחה הכללית.
קוד החסינות: הפרדיגמה החדשה לבריאות אמיתית ואנטי אייג'ינג רדיקלי
מאת ג'ואל גרין
ספר זה מציע נקודת מבט חדשה על בריאות וחסינות, תוך הסתמכות על עקרונות של אפיגנטיקה ומציע תובנות ואסטרטגיות לייעול בריאות והזדקנות.
המדריך המלא לצום: רפא את גופך באמצעות צום לסירוגין, יום חלופי וארוך
מאת ד"ר ג'ייסון פונג וג'ימי מור
ספר זה חוקר את המדע והפרקטיקה של צום ומציע תובנות ואסטרטגיות לשיפור הבריאות והרווחה הכללית.
