신진대사가 건강에 중요한 이유

: By 콜로라도 대학교 트래비스 넴코프(Travis Nemkov)

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신진대사가 건강에 중요한 이유 — *엘리트 운동선수는 연구자들에게 건강한 신진대사의 상한선을 보여줍니다. 게티 이미지를 통한 Solskin/DigitalVision*

소셜 미디어의 건강 및 웰니스 코너를 스크롤하면서 시간을 보내셨다면 아마도 신진대사를 개선한다고 주장하는 많은 제품을 접하셨을 것입니다. 그런데 당신의 신진대사는 정확히 무엇입니까?

생활 방식부터 공기 중 바이러스에 이르기까지 신체에 노출되는 모든 것은 혈압, 에너지 수준과 같은 신체적 특성에 영향을 미칩니다. 이러한 생물학적 특성을 합쳐서 다음과 같이 지칭합니다. 당신의 표현형. 그리고 가장 직접적으로 작용하는 생물학적 시스템은 영향 당신의 표현형은 당신의 신진 대사입니다.

따라서 무언가를 먹거나, 약을 복용하거나, 담배를 피우거나 운동을 하는 경우, 신진대사는 해당 생물학적 정보를 몸 전체에 전달하여 적응하도록 하는 역할을 합니다.

신진대사는 에너지 전환이다

귀하의 신진 대사는 다음과 같이 구성됩니다. 수만 개의 분자와 단백질로 구성된 네트워크 이는 여러분이 먹는 음식을 신체가 움직이고, 성장하고, 스스로 회복하는 데 사용하는 에너지와 빌딩 블록으로 전환시킵니다. 화학적 수준에서 에너지 대사는 세 가지 다량 영양소(탄수화물, 지방, 단백질)가 원자 단위로 분해되어 화학 결합에서 전자를 방출할 때 시작됩니다. 이 전자는 세포의 구성 요소를 충전합니다. 미토콘드리아라고 불리는.

배터리가 작동하는 방식과 유사하게, 미토콘드리아는 이 전위를 활용하여 세포의 나머지 부분이 사용할 수 있는 다른 형태의 화학 에너지를 생성합니다.

간단히 말해서, 신진대사의 주요 역할은 화학 에너지를 전기 에너지로 전환하고 다시 화학 에너지로 전환하는 것입니다. 이 에너지가 몸 전체에 어떻게 전달되는지는 결정하는 데 중심적인 역할을 할 수 있습니다. 당신이 아프든 건강하든.

나는 생화학자이다 신체 변화에 따라 사용되는 다양한 대사 네트워크를 연구하는 사람입니다. 우리 팀과 나는 다양한 조건에서 특정 대사산물(대량 영양소를 분해하여 만들어진 제품)의 존재 및 양과 같은 대사의 특정 특성을 정의할 수 있었습니다.

이러한 상태에는 다음과 같은 질병이 포함됩니다. Covid-19, 당뇨병, 다발성 경화증 과 겸상 적혈구 빈혈, 다음과 같은 독특한 환경을 경험하는 것입니다. 방사선 노출, 높은 고도, 노화 과 스포츠 퍼포먼스. 이러한 각 설정은 대사 네트워크의 어느 부분이 사용되는지, 그리고 이들이 서로 통신하는 방식에 영향을 미칩니다.

엘리트 운동선수는 상한선을 정의합니다

놀라운 점을 감안할 때 비만의 증가 및 관련 대사 증후군 – 1년에는 전 세계 인구 8명 중 약 2022명이 비만을 안고 살고 있었습니다. – 건강하거나 손상된 신진대사를 정의하면 무엇이 잘못되었는지, 어떻게 해결하는지 파악하는 데 도움이 됩니다.

엘리트 운동선수는 세계 무대에서 경쟁하려면 분자 및 화학 반응 네트워크를 세밀하게 조정해야 하기 때문에 대사 기능을 가장 잘 연구할 수 있는 주요 집단을 제공합니다.

전통적으로, 젖산 역치 근육과 혈액에서 젖산염이 증가하기 시작할 때 운동 강도를 정확히 찾아냄으로써 운동 능력을 측정하는 중요한 척도가 되었습니다.

일반적인 믿음과는 달리, 젖산염은 단순한 폐기물이 아니라 에너지 원 또한 미토콘드리아가 사용할 수 있는 것보다 더 빨리 생산되면 축적됩니다. 적당히 활동적인 사람은 킬로그램당 약 2와트의 운동 강도에서 한계점에 도달할 수 있지만, 엘리트 사이클리스트는 거의 최대 XNUMX와트의 운동 강도를 유지할 수 있습니다. XNUMX~XNUMX배 높다.

엘리트 사이클리스트 그룹의 젖산 역치를 비교할 때, 우리는 역치가 더 높은 사이클리스트가 미토콘드리아 기능이 더 우수하다는 지표를 가지고 있음을 발견했습니다. 이 마커 중 하나는 코엔자임 A의 생산량 증가, 세포 주위에 탄소를 운반하는 분자이며 탄수화물, 아미노산 및 지방을 화학 에너지로 분해하는 데 중요합니다.

더 높은 성과를 내는 자전거 운전자도 나타났습니다. 더 많은 지방을 태우고 더 오래 지방을 태워보세요 다단계 월드 투어 중 성과가 낮은 사이클리스트와 비교한 결과입니다.

코로나19와 같은 질병의 신진대사 기능 장애

코로나19와 같은 급성 질환에 걸리면 신진대사도 변합니다.

엘리트 사이클 선수들과 달리 코로나19 환자들은 지방 연소 능력 저하 지속되는 것으로 보이는 긴 COVID. 휴식 중인 환자의 혈액은 피로한 상태의 엘리트 사이클리스트의 혈액과 유사합니다. 코로나19 기간이 길어지면 운동 불내증이 자주 발생한다는 점을 고려하면 이는 미토콘드리아 기능 장애 코로나 관련 피로에 영향을 미칠 수 있습니다.

불타는 지방 산소를 많이 사용한다. 코로나 19 적혈구를 손상시킨다 장기에 산소를 공급하는 것입니다. 적혈구에는 스스로 수리할 수 있는 능력이 제한됨, 대략 120일의 남은 수명 동안 제대로 작동하지 않을 수도 있습니다. 이는 일부 사람들에게서 나타나는 것처럼 코로나 증상이 오래 지속되는 이유를 부분적으로 설명할 수 있습니다.

헌혈자는 중간을 정의합니다.

수혈은 가장 일반적인 임상 절차 중 하나. 위에 118억 XNUMX만 파인트의 혈액 매년 전 세계 수백만 명의 사람들이 기부합니다. 헌혈자는 헌혈할 수 있을 만큼 건강한지 확인하기 위해 검사를 받기 때문에 일반적으로 급성 질환과 엘리트 운동 능력 사이의 중간 정도의 건강 상태를 유지합니다. 헌혈자 여러분, 다음에서 오세요. 삶의 모든 과정, 또한 연구 집단으로서 다양한 범위의 생물학적 특성을 가지고 있습니다.

우리 팀과 나는 13,000명이 넘는 헌혈자의 혈액을 살펴보았습니다. 대사 다양성. 우리는 기증자의 혈액이 환자에게 얼마나 잘 작용하는지 예측할 수 있는 특정 특성을 발견했으며, 이는 기증자 자신에게도 혈액이 얼마나 잘 작용하는지에 대한 영향도 있습니다.

우리는 이러한 특성 중 하나가 대사산물이라는 것을 발견했습니다. 키누레닌이라고 불리는, 이는 아미노산 트립토판이 분해되어 생성됩니다. 우리는 키누레닌 수치가 높은 기증자의 혈액이 키누레닌 수치가 낮은 기증자에 비해 수혈받는 사람의 헤모글로빈 수치를 회복할 가능성이 낮다는 것을 발견했습니다.

키누레닌 수치는 나이가 많은 기증자와 BMI가 높은 기증자에서 더 높으며 잠재적으로 더 높은 수준의 염증과 관련이 있을 수 있습니다. 이를 뒷받침하기 위해 우리 그룹은 키누레닌도 발견했습니다. 극적으로 증가 171km(106마일) Ultra-Trail du Mont-Blanc에 참가하는 주자들. 또한, 우리는 키누레닌이 다음과 같은 강력한 지표라는 것을 확인했습니다. 코로나19 심각도.

대사산물과 건강 결과 사이의 관계는 신체에서 신진대사가 수행하는 중요한 역할을 강화합니다. 건강한 신진대사가 어떤 것인지 더 잘 이해하면 누군가가 아플 때 어떻게 달라지는지에 대한 고유한 통찰력을 얻을 수 있으며 의학적 치료에 대한 새로운 접근 방식을 제공할 수 있습니다.

트래비스 넴코프, 생화학 및 분자 유전학 조교수, 콜로라도 대학교 안 슈츠 메디컬 캠퍼스

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