العلاقة بين السعرات الحرارية والتنفس الخلوي

من الغريب التفكير في خلية في جسمك تتنفس ، ولكن عندما تقوم كل خلية بتحويل الطعام إلى طاقة ، فهذا ما تفعله. ينقل دمك الجلوكوز والأكسجين إلى كل خلية في جسمك. الخلية "تستنشق" السكر والأكسجين و "تزفر" ثاني أكسيد الكربون والماء ، وترسل هذين المنتجين الثانويين إلى الرئتين والكلى حيث يتم طردهما. الجزيء المتبقي - أدينوزين ثلاثي الفوسفات ، أو ATP - هو الطاقة التي تشغل كل النشاط الخلوي ، وبالتالي ، كل حركة تقوم بها.

عندما تتناول السعرات الحرارية ، يحول جسمك بمساعدة الأنسولين تلك الطاقة إلى جلوكوز وينقلها عبر مجرى الدم. يمر جزيء الجلوكوز عبر جدران الخلايا ويتحول إلى حمض البيروفيك في السيتوبلازم ، وهو جسم الخلية الموجود داخل الغشاء. ينتج عن هذا التفاعل جزيئين فقط من ATP ، ولكن يتم إرسال حمض البيروفيك بعد ذلك إلى الميتوكوندريا ، محطة توليد الطاقة في الخلية ، لمزيد من المعالجة.

يتم تحويل جزيئي حمض البيروفيك إلى أسيتيل CoA داخل الميتوكوندريا قبل أن تبدأ دورة كريبس. تقوم الميتوكوندريا ، بمساعدة ذرات الأكسجين الحرة ، بمعالجة أسيتيل CoA في منتجات نفايات ثاني أكسيد الكربون والسكر. ينتج عن هذه العملية أربعة جزيئات أخرى من ATP ، ويتم "زفير" ثاني أكسيد الكربون من خلال جدار الخلية. تمر الإلكترونات من ذرات الهيدروجين المنزوعة عبر قطار نقل الإلكترون مما يؤدي إلى أكبرها مردود الطاقة لعملية التنفس الخلوي ، أو 32 جزيءًا إضافيًا من ATP ، كل ذلك من جزيء واحد فقط من الجلوكوز.

يحدث تخليق ATP لمدة 24 ساعة في اليوم ، كل يوم من أيام حياتك. فالسعرات الحرارية التي تستهلكها تزود جسمك بالطاقة التي يحتاجها بشكل غير مباشر فقط. إنها في الواقع توفر الطاقة لإنتاج روابط عالية الطاقة لجزيء ATP الذي يوفر الطاقة للعضلات والطاقة لاستجابات الأدمغة الكهروكيميائية. عندما تأخذ سعرات حرارية أقل مما تحتاجه في يوم معين لتشغيل هذه الأنظمة ، يتحول الجسم إلى مخازن الدهون ، وبروتين بدرجة أقل من العضلات الموجودة ، لتحويل مركبات الكربون إلى ATP من خلال الخلايا التنفس.

الأكسجين سام للجزيئات البيولوجية والمواد الخلوية. يشير علماء الأحياء إلى هذا على أنه "تناقض الأكسجين" لأنه لا يمكنك العيش بدونه ، ولكنه في النهاية يدمر الخلايا بينما يبقيك على قيد الحياة. تنتج جزيئات الأكسجين المستخدمة في إنتاج ATP في الميتوكوندريا جذورًا حرة أو إلكترونات غير مرتبطة. تمزق هذه الإلكترونات جدران الخلية وتتلف في النهاية مصنع طاقة الخلية. يتداخل "الإجهاد التأكسدي" مع انقسام الخلايا الذي يمكن أن يؤدي إلى تكدس الخلايا الطافرة المارقة معًا لتشكيل الأورام ، وفقًا لمجلة Life Extension Magazine.

لعقود من الزمان ، أظهرت دراسات القوارض بشكل قاطع أن تقييد السعرات الحرارية يطيل بشكل كبير متوسط ​​العمر المتوقع. استعصت العملية التي يحدث بها ذلك على الباحثين ، وكانت التجارب التي تبحث عن التأثير على طول عمر الإنسان غير حاسمة. أظهرت دراسة أجريت في مارس 2007 بواسطة Anthony E Civitarese ، وآخرون ، ونشرت في مجلة PLoS Medicine ، وجود علاقة بين السعرات الحرارية المقيدة والصحة الخلوية. خلص الباحثون إلى أن تقييد السعرات الحرارية ، حتى على المدى القصير ، أدى إلى زيادة كفاءة الميتوكوندريا ردود الفعل أثناء التنفس الخلوي ، مما يقلل من الإجهاد التأكسدي وكشف عن انخفاضات قابلة للقياس في الحمض النووي تلف.