นักกีฬาชั้นยอดแสดงให้นักวิจัยเห็นถึงขีดจำกัดสูงสุดของระบบการเผาผลาญที่ดี Solskin/DigitalVision ผ่าน Getty Images

หากคุณใช้เวลาเลื่อนดูมุมสุขภาพและความเป็นอยู่ที่ดีในโซเชียลมีเดีย คุณอาจเจอผลิตภัณฑ์มากมายที่อ้างว่าช่วยปรับปรุงการเผาผลาญของคุณ แต่การเผาผลาญของคุณคืออะไรกันแน่?

ทุกสิ่งที่คุณสัมผัสร่างกาย ตั้งแต่ไลฟ์สไตล์ไปจนถึงไวรัสที่แพร่กระจายในอากาศ มีอิทธิพลต่อลักษณะทางกายภาพของคุณ เช่น ความดันโลหิตและระดับพลังงาน ลักษณะทางชีววิทยาเหล่านี้รวมกันเรียกว่า ฟีโนไทป์ของคุณ- และระบบทางชีววิทยาโดยตรงที่สุด อิทธิพล ฟีโนไทป์ของคุณคือการเผาผลาญของคุณ

ดังนั้นหากคุณกินอะไรสักอย่าง กินยา สูบบุหรี่ หรือออกกำลังกาย ระบบเผาผลาญมีหน้าที่ถ่ายโอนข้อมูลทางชีวภาพไปทั่วร่างกายเพื่อให้ร่างกายปรับตัว

การเผาผลาญคือการแปลงพลังงาน

ระบบเผาผลาญของคุณประกอบด้วย เครือข่ายโมเลกุลและโปรตีนนับหมื่น ที่เปลี่ยนอาหารที่คุณกินให้เป็นพลังงานและสร้างบล็อคที่ร่างกายใช้ในการเคลื่อนย้าย เติบโต และซ่อมแซมตัวเอง ในระดับเคมี การเผาผลาญพลังงานเริ่มต้นเมื่อสารอาหารหลักสามชนิด ได้แก่ คาร์โบไฮเดรต ไขมัน และโปรตีน ถูกทำลายลงทีละอะตอม เพื่อปล่อยอิเล็กตรอนออกจากพันธะเคมี อิเล็กตรอนเหล่านี้ชาร์จส่วนประกอบในเซลล์ เรียกว่าไมโตคอนเดรีย.

เช่นเดียวกับวิธีการทำงานของแบตเตอรี่ ไมโตคอนเดรียควบคุมศักย์ไฟฟ้านี้เพื่อสร้างพลังงานเคมีรูปแบบอื่นที่ส่วนที่เหลือของเซลล์สามารถใช้ได้


กราฟิกสมัครสมาชิกภายในตัวเอง


พูดง่ายๆ ก็คือ บทบาทหลักของเมแทบอลิซึมคือการแปลงพลังงานเคมีให้เป็นพลังงานไฟฟ้าและกลับเป็นพลังงานเคมี วิธีที่พลังงานนี้ถูกถ่ายโอนไปทั่วร่างกายอาจมีบทบาทสำคัญในการพิจารณา ไม่ว่าคุณจะป่วยหรือสุขภาพดี.

ฉันเป็นนักชีวเคมี ที่ศึกษาเครือข่ายการเผาผลาญต่างๆ ที่ใช้เมื่อร่างกายเปลี่ยนแปลง ทีมของฉันและฉันสามารถกำหนดลักษณะเฉพาะของเมแทบอลิซึมได้ เช่น การมีอยู่และปริมาณของเมตาบอไลต์บางชนิด ซึ่งเป็นผลิตภัณฑ์ที่ทำจากการสลายสารอาหารหลัก ในสภาวะต่างๆ

ภาวะเหล่านี้ได้แก่โรคต่างๆ เช่น Covid-19, โรคเบาหวาน, หลายเส้นโลหิตตีบ และ โรคโลหิตจางชนิดเคียวเพื่อสัมผัสสภาพแวดล้อมที่มีเอกลักษณ์เฉพาะตัวอาทิ การได้รับรังสี, ระดับความสูง, ริ้วรอย และ ประสิทธิภาพการกีฬา- การตั้งค่าแต่ละอย่างมีอิทธิพลต่อส่วนต่างๆ ของเครือข่ายเมตาบอลิซึมของคุณที่ถูกใช้ และวิธีสื่อสารระหว่างกัน

นักกีฬาชั้นยอดเป็นผู้กำหนดขีดจำกัดสูงสุด

เนื่องจากเกิดอาการตื่นตระหนก เพิ่มความอ้วน และที่เกี่ยวข้อง ภาวะ metabolic syndrome – ประมาณ 1 ใน 8 คนทั่วโลกมีชีวิตอยู่กับโรคอ้วนในปี 2022 – การกำหนดระบบการเผาผลาญที่ดีต่อสุขภาพหรือบกพร่องสามารถช่วยระบุสิ่งที่ผิดพลาดและวิธีแก้ไขได้

นักกีฬาชั้นยอดเสนอประชากรกลุ่มหลักในการศึกษาการทำงานของเมตาบอลิซึมอย่างดีที่สุด เนื่องจากเครือข่ายปฏิกิริยาโมเลกุลและเคมีของพวกเขาจะต้องได้รับการปรับแต่งอย่างละเอียดเพื่อแข่งขันในเวทีโลก

ตามเนื้อผ้า เกณฑ์การให้น้ำนม เป็นตัวชี้วัดที่สำคัญของประสิทธิภาพการกีฬาโดยระบุความเข้มข้นของการออกกำลังกายเมื่อแลคเตทเริ่มเพิ่มขึ้นในกล้ามเนื้อและเลือด

ตรงกันข้ามกับความเชื่อทั่วไป แลคเตทไม่ได้เป็นเพียงของเสียเท่านั้น แต่ยังเป็น แหล่งพลังงาน เช่นกัน และจะสะสมเมื่อมีการผลิตเร็วกว่าที่ไมโตคอนเดรียสามารถใช้ได้ ในขณะที่คนที่กระตือรือร้นปานกลางอาจถึงเกณฑ์ที่ความเข้มข้นของการออกกำลังกายประมาณ 2 วัตต์ต่อกิโลกรัม นักปั่นจักรยานชั้นยอดสามารถรักษาความเข้มข้นของการออกกำลังกายไว้ได้เกือบ สูงขึ้นสองถึงสามเท่า.

เมื่อเปรียบเทียบเกณฑ์แลคเตตของกลุ่มนักปั่นจักรยานชั้นยอด เราพบว่านักปั่นจักรยานที่มีเกณฑ์สูงกว่ามีเครื่องหมายของการทำงานของไมโตคอนเดรียดีขึ้น หนึ่งในเครื่องหมายเหล่านี้คือ การผลิตโคเอ็นไซม์เอสูงขึ้นซึ่งเป็นโมเลกุลที่ส่งคาร์บอนไปรอบๆ เซลล์ และมีความสำคัญต่อการทำลายคาร์โบไฮเดรต กรดอะมิโน และไขมันให้เป็นพลังงานเคมี

นักปั่นจักรยานที่มีสมรรถนะสูงกว่าก็ปรากฏตัวเช่นกัน เผาผลาญไขมันได้มากขึ้นและเผาผลาญไขมันได้นานขึ้น ในระหว่างการทัวร์คอนเสิร์ตรอบโลกหลายเวที เมื่อเทียบกับนักปั่นจักรยานที่มีผลงานต่ำกว่า

การเผาผลาญที่ผิดปกติในโรคต่างๆ เช่น โควิด-19

ระบบเผาผลาญของคุณก็จะเปลี่ยนไปเช่นกันหากคุณเจ็บป่วยเฉียบพลัน เช่น โควิด-19

ตรงกันข้ามกับนักปั่นจักรยานชั้นยอด ผู้ป่วยโควิด-19 มี ความสามารถในการเผาผลาญไขมันบกพร่อง ที่ดูเหมือนจะคงอยู่ด้วย COVID ยาว- เลือดของผู้ป่วยเหล่านี้ขณะพักมีความคล้ายคลึงกับเลือดของนักปั่นจักรยานชั้นยอดที่หมดแรง เมื่อพิจารณาว่าการไม่ทนต่อการออกกำลังกายมักเกิดขึ้นกับโรคโควิดระยะยาว จึงแนะนำสิ่งนี้ ความผิดปกติของ mitochondrial อาจมีส่วนทำให้เกิดอาการเหนื่อยล้าจากโรคโควิดได้

การเผาผลาญไขมัน ใช้ออกซิเจนมาก- โควิด 19 ทำลายเซลล์เม็ดเลือดแดง ที่ส่งออกซิเจนไปยังอวัยวะต่างๆ เนื่องจากเม็ดเลือดแดงมี ความสามารถในการซ่อมแซมตัวเองมีจำกัดพวกมันอาจไม่ทำงานเช่นกันในช่วงที่เหลือของช่วงชีวิตประมาณ 120 วัน นี่อาจอธิบายได้บางส่วนว่าเหตุใดอาการโควิดจึงคงอยู่ได้นานเท่ากับในบางคน

ผู้บริจาคโลหิตกำหนดตรงกลาง

การถ่ายเลือดนั้น หนึ่งในขั้นตอนทางคลินิกที่พบบ่อยที่สุด. เกิน เลือด 118 ล้านไพน์ ได้รับการบริจาคจากผู้คนนับล้านทั่วโลกทุกปี เนื่องจากผู้บริจาคโลหิตได้รับการตรวจคัดกรองเพื่อให้แน่ใจว่าพวกเขามีสุขภาพแข็งแรงเพียงพอที่จะบริจาคได้ โดยทั่วไปแล้ว พวกเขาจะมีสุขภาพแข็งแรงปานกลาง อยู่ระหว่างการเจ็บป่วยเฉียบพลันและสมรรถภาพทางกีฬาชั้นยอด ผู้บริจาคโลหิตมาจาก ทุกก้าวของชีวิตและยังมีลักษณะทางชีววิทยาที่หลากหลายในฐานะประชากรที่ทำการศึกษา

ฉันและทีมพิจารณาเลือดจากผู้บริจาคโลหิตมากกว่า 13,000 รายเพื่อให้ความกระจ่างแก่พวกเขา ความหลากหลายของเมตาบอลิซึม- เราพบลักษณะเฉพาะที่สามารถทำนายได้ว่าเลือดของผู้บริจาคจะทำงานได้ดีเพียงใดในผู้ป่วย ซึ่งยังมีผลกระทบต่อประสิทธิภาพของเลือดในตัวผู้บริจาคด้วย

เราพบว่าหนึ่งในคุณสมบัติเหล่านี้คือสารเมตาบอไลต์ เรียกว่า ไคนูเรนีนซึ่งเกิดจากการสลายกรดอะมิโนทริปโตเฟน เราพบว่าเลือดจากผู้บริจาคที่มีระดับไคนูเรนนีนสูงกว่ามีโอกาสน้อยที่จะฟื้นฟูระดับฮีโมโกลบินในผู้รับการถ่ายเลือด เมื่อเทียบกับผู้บริจาคที่มีระดับไคนูเรนนีนต่ำกว่า

ระดับไคนูเรนนีนจะสูงกว่าในผู้บริจาคที่มีอายุมากกว่าและผู้บริจาคที่มีค่าดัชนีมวลกายสูงกว่า และอาจสัมพันธ์กับระดับการอักเสบที่สูงขึ้น เพื่อสนับสนุน กลุ่มของเรายังพบไคนูรีนีนนั้นด้วย เพิ่มขึ้นอย่างมาก ในนักวิ่งที่เข้าร่วมการแข่งขัน Ultra-Trail du Mont-Blanc ระยะทาง 171 กิโลเมตร (106 ไมล์) นอกจากนี้เรายังระบุด้วยว่าไคนูรีนีนเป็นเครื่องหมายที่ชัดเจนของ ความรุนแรงของไวรัสโควิด-19.

ความสัมพันธ์ระหว่างสารเมตาบอไลท์กับผลลัพธ์ด้านสุขภาพช่วยเสริมบทบาทที่สำคัญของการเผาผลาญในร่างกาย การทำความเข้าใจให้ดีขึ้นว่าระบบเผาผลาญที่ดีเป็นอย่างไรสามารถให้ข้อมูลเชิงลึกที่ไม่เหมือนใครว่าระบบเผาผลาญจะเบี่ยงเบนไปอย่างไรเมื่อมีคนป่วย และอาจเสนอแนวทางใหม่ในการรักษาพยาบาลสนทนา

ทราวิส เนมคอฟ, ผู้ช่วยศาสตราจารย์วิจัยชีวเคมีและอณูพันธุศาสตร์ มหาวิทยาลัยโคโลราโดวิทยาเขตการแพทย์ Anschutz

บทความนี้ตีพิมพ์ซ้ำจาก สนทนา ภายใต้ใบอนุญาตครีเอทีฟคอมมอนส์ อ่าน บทความต้นฉบับ.

หนังสือที่เกี่ยวข้อง:

ร่างกายรักษาคะแนน: สมองจิตใจและร่างกายในการรักษาบาดแผล

โดย Bessel van der Kolk

หนังสือเล่มนี้สำรวจความเชื่อมโยงระหว่างการบาดเจ็บกับสุขภาพกายและสุขภาพจิต นำเสนอข้อมูลเชิงลึกและกลยุทธ์ในการรักษาและฟื้นฟู

คลิกเพื่อดูข้อมูลเพิ่มเติมหรือสั่งซื้อ

ลมหายใจ: ศาสตร์ใหม่ของศิลปะที่สาบสูญ

โดย เจมส์ เนสเตอร์

หนังสือเล่มนี้สำรวจวิทยาศาสตร์และการฝึกหายใจ นำเสนอข้อมูลเชิงลึกและเทคนิคในการปรับปรุงสุขภาพร่างกายและจิตใจ

คลิกเพื่อดูข้อมูลเพิ่มเติมหรือสั่งซื้อ

The Plant Paradox: อันตรายที่ซ่อนอยู่ในอาหาร "สุขภาพ" ที่ทำให้เกิดโรคและน้ำหนักขึ้น

โดย สตีเวน อาร์. กันดรี

หนังสือเล่มนี้สำรวจความเชื่อมโยงระหว่างอาหาร สุขภาพ และโรค โดยนำเสนอข้อมูลเชิงลึกและกลยุทธ์ในการปรับปรุงสุขภาพโดยรวมและความสมบูรณ์พูนสุข

คลิกเพื่อดูข้อมูลเพิ่มเติมหรือสั่งซื้อ

รหัสภูมิคุ้มกัน: กระบวนทัศน์ใหม่เพื่อสุขภาพที่แท้จริงและการต่อต้านริ้วรอยที่รุนแรง

โดย Joel Greene

หนังสือเล่มนี้นำเสนอมุมมองใหม่เกี่ยวกับสุขภาพและภูมิคุ้มกัน โดยใช้หลักการของ epigenetics และนำเสนอข้อมูลเชิงลึกและกลยุทธ์ในการปรับปรุงสุขภาพและการชะลอวัยให้เหมาะสม

คลิกเพื่อดูข้อมูลเพิ่มเติมหรือสั่งซื้อ

คู่มือฉบับสมบูรณ์สำหรับการถือศีลอด: รักษาร่างกายของคุณด้วยการอดอาหารเป็นช่วงๆ วันเว้นวัน และการอดอาหารแบบยืดเวลา

โดย ดร.เจสัน ฟุง และจิมมี่ มัวร์

หนังสือเล่มนี้สำรวจวิทยาศาสตร์และการปฏิบัติของการถือศีลอดโดยนำเสนอข้อมูลเชิงลึกและกลยุทธ์ในการปรับปรุงสุขภาพโดยรวมและความสมบูรณ์พูนสุข

คลิกเพื่อดูข้อมูลเพิ่มเติมหรือสั่งซื้อ