Als u door de gezondheids- en welzijnshoeken van sociale media heeft gescrold, bent u waarschijnlijk veel producten tegengekomen die beweren uw stofwisseling te verbeteren. Maar wat is jouw stofwisseling precies?
Alles waaraan u uw lichaam blootstelt – van levensstijl tot een virus in de lucht – heeft invloed op uw fysieke kenmerken, zoals uw bloeddruk en energieniveau. Samen worden deze biologische kenmerken genoemd jouw fenotype. En het biologische systeem dat het meest direct is invloeden uw fenotype is uw metabolisme.
Dus als u iets eet, medicijnen gebruikt, rookt of aan lichaamsbeweging doet, is uw stofwisseling verantwoordelijk voor het overbrengen van die biologische informatie door uw lichaam, zodat deze zich kan aanpassen.
Metabolisme is energieomzetting
Je stofwisseling bestaat uit: netwerk van tienduizenden moleculen en eiwitten die het voedsel dat je eet omzetten in de energie en bouwstenen die je lichaam gebruikt om te bewegen, te groeien en zichzelf te herstellen. Op chemisch niveau begint het energiemetabolisme wanneer de drie macronutriënten – koolhydraten, vetten en eiwitten – atoom voor atoom worden afgebroken om elektronen uit chemische bindingen vrij te maken. Deze elektronen laden componenten in cellen op mitochondriën genoemd.
Net zoals batterijen werken, benutten mitochondriën dit elektrische potentieel om een andere vorm van chemische energie te creëren die de rest van de cel kan gebruiken.
Simpel gezegd is een primaire rol van het metabolisme het omzetten van chemische energie in elektrische energie en weer in chemische energie. Hoe deze energie door het lichaam wordt overgedragen, kan een centrale rol spelen bij het bepalen of je nu ziek of gezond bent.
Ik ben een biochemicus die de verschillende metabolismenetwerken bestudeert die worden gebruikt als uw lichaam verandert. Mijn team en ik zijn erin geslaagd specifieke eigenschappen van het metabolisme te definiëren, zoals de aanwezigheid en hoeveelheid van bepaalde metabolieten – producten gemaakt door het afbreken van macronutriënten – onder een breed scala van omstandigheden.
Deze aandoeningen omvatten ziekten zoals Covid-19, suikerziekte, multiple sclerose en sikkelcelanemie, tot het ervaren van unieke omgevingen zoals blootstelling aan straling, grote hoogte, veroudering en sportieve prestaties. Elk van deze instellingen beïnvloedt welke delen van uw metabolische netwerk worden gebruikt en hoe ze met elkaar communiceren.
Topsporters bepalen de bovengrenzen
Gezien het alarmerende toename van obesitas en de bijbehorende metabool syndroom – ongeveer 1 op de 8 mensen over de hele wereld leefde in 2022 met obesitas – het definiëren van een gezond of verstoord metabolisme kan helpen identificeren wat er mis is gegaan en hoe dit kan worden aangepakt.
Topatleten bieden een uitstekende populatie om de metabolische functie op zijn best te bestuderen, omdat hun netwerk van moleculaire en chemische reacties nauwkeurig moet worden afgestemd om op het wereldtoneel te kunnen concurreren.
traditioneel, lactaatdrempel is een kritische maatstaf voor atletische prestaties geweest door de trainingsintensiteit vast te stellen wanneer het lactaat in de spieren en het bloed begint te stijgen.
In tegenstelling tot wat vaak wordt gedacht, is lactaat niet slechts een afvalproduct, maar een afvalproduct energiebron en het stapelt zich op als het sneller wordt geproduceerd dan de mitochondriën het kunnen gebruiken. Terwijl een matig actief persoon zijn drempel kan bereiken bij een trainingsintensiteit van ongeveer 2 watt per kilogram, kunnen topfietsers een intensiteit volhouden tot bijna XNUMX watt per kilogram. twee tot drie keer hoger.
Bij het vergelijken van de lactaatdrempels van een groep elitewielrenners ontdekten we dat de fietsers met hogere drempels markers hadden van een betere mitochondriale functie. Eén van deze markeringen was hogere productie van co-enzym A, een molecuul dat koolstof rond cellen transporteert en belangrijk is voor het afbreken van koolhydraten, aminozuren en vet in chemische energie.
Ook beter presterende fietsers leken dat te doen verbrand meer vet en verbrand langer vet tijdens een meerfasige wereldtournee vergeleken met minder goed presterende wielrenners.
Disfunctioneel metabolisme bij ziekten zoals COVID-19
Ook je stofwisseling verandert als je een acute ziekte krijgt, zoals COVID-19.
In tegenstelling tot topwielrenners hebben COVID-19-patiënten een verminderd vermogen om vet te verbranden dat lijkt te blijven bestaan lang COVID. Het bloed van deze patiënten in rust is vergelijkbaar met dat van een elitewielrenner bij uitputting. Gezien het feit dat inspanningsintolerantie vaak voorkomt bij langdurige COVID, duidt dit erop mitochondriale disfunctie kan een rol spelen bij COVID-gerelateerde vermoeidheid.
Brandend vet gebruikt veel zuurstof. COVID 19 beschadigt de rode bloedcellen die zuurstof aan de organen leveren. Omdat rode bloedcellen een beperkt vermogen om zichzelf te herstellen, functioneren ze mogelijk niet zo goed gedurende de rest van hun ongeveer 120 dagen durende levensduur. Dit zou gedeeltelijk kunnen verklaren waarom de COVID-symptomen zo lang aanhouden als bij sommige mensen.
Bloeddonoren bepalen het midden
Bloedtransfusies zijn dat wel een van de meest voorkomende klinische procedures. Over 118 miljoen pinten bloed worden jaarlijks door miljoenen mensen over de hele wereld gedoneerd. Omdat bloeddonoren worden gescreend om er zeker van te zijn dat ze gezond genoeg zijn om te doneren, zijn ze doorgaans redelijk gezond, ergens tussen acute ziekte en topsportprestaties. Bloeddonoren, afkomstig uit elke gang van het leven, hebben als studiepopulatie ook een breed scala aan biologische kenmerken.
Mijn team en ik keken naar het bloed van meer dan 13,000 bloeddonoren om daar licht op te werpen metabolische diversiteit. We hebben specifieke eigenschappen gevonden die kunnen voorspellen hoe goed het bloed van een donor bij patiënten zou werken, wat ook gevolgen heeft voor hoe goed dat bloed werkt bij de donoren zelf.
We ontdekten dat een van deze eigenschappen een metaboliet is kynurenine genoemd, dat wordt geproduceerd door de afbraak van het aminozuur tryptofaan. We ontdekten dat bloed van donoren met een hoger kynureninegehalte minder waarschijnlijk het hemoglobinegehalte bij transfusieontvangers zou herstellen vergeleken met donoren met een lager kynureninegehalte.
De kynureninespiegels zijn hoger bij oudere donoren en donoren met een hogere BMI, en kunnen mogelijk verband houden met hogere ontstekingsniveaus. Ter ondersteuning ontdekte onze groep ook dat kynurenine neemt dramatisch toe onder hardlopers die deelnemen aan de 171 kilometer lange Ultra-Trail du Mont-Blanc. Daarnaast hebben we ook vastgesteld dat kynurenine een sterke marker is van Ernst van COVID-19.
De relatie tussen metabolieten en gezondheidsresultaten versterkt de belangrijke rol die het metabolisme in het lichaam speelt. Een beter begrip krijgen van hoe een gezond metabolisme eruit ziet, kan unieke inzichten bieden in hoe het afwijkt wanneer iemand ziek wordt en kan nieuwe benaderingen van medische behandelingen bieden.
Travis Nemkov, universitair docent biochemie en moleculaire genetica, Universiteit van Colorado Anschutz Medische Campus
Dit artikel is opnieuw gepubliceerd vanaf The Conversation onder een Creative Commons-licentie. Lees de originele artikel.
Related Books:
Het lichaam houdt de score bij: Brain Mind and Body in the Healing of Trauma
door Bessel van der Kolk
Dit boek onderzoekt de verbanden tussen trauma en fysieke en mentale gezondheid en biedt inzichten en strategieën voor genezing en herstel.
Klik voor meer info of om te bestellen
Adem: de nieuwe wetenschap van een verloren kunst
door James Nestor
Dit boek verkent de wetenschap en praktijk van ademhalen en biedt inzichten en technieken voor het verbeteren van de fysieke en mentale gezondheid.
Klik voor meer info of om te bestellen
De plantenparadox: de verborgen gevaren van 'gezond' voedsel dat ziekten en gewichtstoename veroorzaakt
door Steven R. Gundry
Dit boek onderzoekt de verbanden tussen voeding, gezondheid en ziekte en biedt inzichten en strategieën om de algehele gezondheid en het welzijn te verbeteren.
Klik voor meer info of om te bestellen
De immuniteitscode: het nieuwe paradigma voor echte gezondheid en radicale antiveroudering
door Joël Greene
Dit boek biedt een nieuw perspectief op gezondheid en immuniteit, gebaseerd op principes van epigenetica en biedt inzichten en strategieën voor het optimaliseren van gezondheid en veroudering.
Klik voor meer info of om te bestellen
De complete gids voor vasten: genees uw lichaam door middel van intermitterend, afwisselende dagen en langdurig vasten
door dr. Jason Fung en Jimmy Moore
Dit boek onderzoekt de wetenschap en praktijk van vasten en biedt inzichten en strategieën voor het verbeteren van de algehele gezondheid en welzijn.
