エリートアスリートが研究者に健康的な代謝の上限を示しています。 Solskin/DigitalVision(ゲッティイメージズ経由)

ソーシャルメディアの健康やウェルネスコーナーをスクロールするのに時間を費やしたことがあるなら、代謝を改善すると主張する多くの製品に出会ったことがあるでしょう。しかし、あなたの代謝とは正確には何ですか?

ライフスタイルから浮遊ウイルスに至るまで、体がさらされるあらゆるものは、血圧やエネルギーレベルなどの身体的特徴に影響を与えます。これらの生物学的特性を合わせて、 あなたの表現型。そして、最も直接的に影響を与える生物システムは、 の影響 あなたの表現型は代謝です。

したがって、何かを食べたり、薬を服用したり、喫煙したり、運動したりすると、代謝がその生物学的情報を身体全体に伝達して適応させる役割を果たします。

代謝とはエネルギー変換です

あなたの代謝は次のもので構成されています 何万もの分子とタンパク質のネットワーク 食べた食べ物を、体が動き、成長し、修復するために使用するエネルギーと構成要素に変換します。化学レベルでは、エネルギー代謝は、炭水化物、脂肪、タンパク質の 3 つの主要栄養素が原子ごとに分解されて化学結合から電子を放出するときに始まります。これらの電子は細胞内の成分を充電します ミトコンドリアと呼ばれる.

電池の仕組みと同様に、ミトコンドリアはこの電位を利用して、細胞の残りの部分が使用できる別の形式の化学エネルギーを生成します。


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簡単に言えば、代謝の主な役割は、化学エネルギーを電気エネルギーに変換し、化学エネルギーに戻すことです。このエネルギーが体全体にどのように伝達されるかが、決定において中心的な役割を果たす可能性があります。 あなたが病気であろうと健康であろうと.

私は生化学者です 体の変化に応じて使用される代謝のさまざまなネットワークを研究している人物です。私のチームと私は、広範囲の条件にわたって、特定の代謝物(主要栄養素を分解して作られる生成物)の存在や量など、代謝の特定の特性を定義することができました。

これらの状態には次のような病気が含まれます。 コロナ, 糖尿病, 多発性硬化症 & 鎌状赤血球貧血、などユニークな環境を体験することに。 放射線被ばく, 高地, 高齢化 & スポーツパフォーマンス。これらの各設定は、代謝ネットワークのどの部分が使用されるか、およびそれらがどのように相互に通信するかに影響します。

エリートアスリートが上限を定義する

憂慮すべき事態を考慮すると 肥満の増加 およびそれに関連する メタボリックシンドローム – 1 年には、世界中の約 8 人に 2022 人が肥満を抱えて暮らしています – 健康な代謝または損なわれた代謝を定義することは、何が問題なのか、そしてそれにどう対処するかを特定するのに役立ちます。

エリートアスリートは、世界の舞台で競争するには分子反応と化学反応のネットワークを細かく調整する必要があるため、代謝機能を最良の状態で研究するための主要な集団を提供します。

伝統的に、 乳酸閾値 は、筋肉や血液中で乳酸塩が上昇し始めるときの運動強度を正確に特定することにより、運動能力の重要な尺度となってきました。

一般に信じられていることに反して、乳酸塩は単なる老廃物ではなく、 エネルギー源 また、ミトコンドリアが利用できる速度よりも早く生成されると蓄積します。中程度に活動的な人は、2 キログラムあたり約 XNUMX ワットの運動強度で閾値に達する可能性がありますが、エリートサイクリストは、ほぼ XNUMX ワットあたりの運動強度を維持できます。 XNUMX~XNUMX倍高い.

エリートサイクリストのグループの乳酸閾値を比較したところ、より高い閾値を持つサイクリストはより優れたミトコンドリア機能のマーカーを持っていることがわかりました。これらのマーカーの 1 つは、 コエンザイムAの生産量が増える、細胞の周りで炭素を往復させる分子であり、炭水化物、アミノ酸、脂肪を化学エネルギーに分解するために重要です。

より高いパフォーマンスを発揮するサイクリストも、 より多くの脂肪を燃焼し、より長く脂肪を燃焼します 複数ステージのワールドツアー中、パフォーマンスの低いサイクリストと比較して。

新型コロナウイルス感染症(COVID-19)のような病気における代謝機能不全

新型コロナウイルス感染症(COVID-19)などの急性疾患に罹患すると、代謝も変化します。

エリートサイクリストとは対照的に、新型コロナウイルス感染症患者は、 脂肪を燃焼する能力の低下 持続するように見える 長いCOVID。これらの患者の安静時の血液は、エリートサイクリストの疲労時の血液と似ています。新型コロナウイルス感染症が長期化すると運動不耐症が頻繁に起こることを考慮すると、これは次のことを示唆している。 ミトコンドリア機能障害 新型コロナウイルス関連の疲労に関与している可能性があります。

脂肪燃焼 酸素をたくさん使う。 COVID-19(新型コロナウイルス感染症 赤血球にダメージを与える 臓器に酸素を届ける働きがあります。赤血球には 自分自身を修復する能力が限られている、約 120 日の寿命の残りの間、十分に機能しない可能性があります。これは、なぜ新型コロナウイルスの症状が一部の人でこれほど長く続くのか部分的に説明できるかもしれません。

献血者が中間を定義する

輸血というのは、 最も一般的な臨床処置の 1 つ。 以上 118億XNUMX万パイントの血液 毎年世界中の何百万もの人々によって寄付されています。献血者は、献血に十分な健康状態であることを確認するためにスクリーニングを受けるため、通常は中等度の健康状態にあり、急性疾患と一流の運動能力の間のレベルにあります。献血者はこちらから 人生のあらゆる歩み、研究集団としての多様な生物学的特性も持っています。

私のチームと私は、13,000 人以上の献血者の血液を調べ、彼らの血液を調べました。 代謝の多様性。私たちは、ドナーの血液が患者にどの程度うまく機能するかを予測できる特定の特性を発見しました。これは、その血液がドナー自体の中でどの程度うまく機能するかにも影響を与えます。

これらの形質の 1 つが代謝産物であることを発見しました。 キヌレニンと呼ばれるアミノ酸のトリプトファンが分解されて生成されます。私たちは、キヌレニンレベルが高いドナーからの血液は、キヌレニンレベルが低いドナーと比較して、輸血レシピエントのヘモグロビンレベルを回復する可能性が低いことを発見しました。

キヌレニンのレベルは、高齢のドナーや BMI の高いドナーで高く、炎症レベルの高さに関係している可能性があります。それを裏付けるように、私たちのグループはまた、キヌレニンが 劇的に増加する 171キロ(106マイル)のウルトラトレイル・デュ・モンブランに参加するランナーの中で。さらに、キヌレニンが次のような強力なマーカーであることも確認しました。 新型コロナウイルス感染症(COVID-19)の重症度.

代謝産物と健康上の成果との関係は、代謝が体内で果たす重要な役割を強化します。健康な代謝がどのようなものかをより深く理解することで、誰かが病気になったときにそれがどのように逸脱するかについて独自の洞察が得られ、治療への新しいアプローチが提供される可能性があります。会話

トラヴィス・ネムコフ、生化学および分子遺伝学の助教、 コロラド大学アンシュッツメディカルキャンパス

この記事はから再公開されます 会話 クリエイティブコモンズライセンスの下で 読む 原著.

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