Vztah mezi kalorií a buněčným dýcháním

Je zvláštní uvažovat o tom, že buňka ve vašem těle dýchá, ale když každá jednotlivá buňka přeměňuje jídlo na energii, tak to dělá. Vaše krev přenáší glukózu a kyslík do každé buňky v těle. Buňka „vdechuje“ cukr a kyslík a „vydechuje“ oxid uhličitý a vodu, přičemž tyto dva vedlejší produkty posílá do plic a ledvin, kde jsou vyloučeny. Zbývající molekula - adenosintrifosfát nebo ATP - je energie, která pohání veškerou buněčnou aktivitu, a tedy každý váš pohyb.

Když přijímáte kalorie, vaše tělo pomocí inzulínu přeměňuje tuto energii na glukózu a transportuje ji krevním oběhem. Molekula glukózy prochází buněčnými stěnami a je přeměněna na kyselinu pyrohroznovou v cytoplazmě, těle buňky obsaženém v membráně. Z této reakce vznikají pouhé dvě molekuly ATP, ale kyselina pyrohroznová je poté odeslána do mitochondrií, elektrárny buňky, k dalšímu zpracování.

Dvě molekuly kyseliny pyrohroznové se převádějí na acetyl CoA uvnitř mitochondrie, než zahájí Krebsův cyklus. Mitochondrie pomocí volných atomů kyslíku zpracovává acetyl CoA na odpadní produkty CO2 a cukr. Výsledkem tohoto procesu jsou další čtyři molekuly ATP a CO2 je „vydechován“ buněčnou stěnou. Elektrony ze stripovaných atomů vodíku procházejí vlakem transportu elektronů, což vede k největšímu energetická výplata procesu buněčného dýchání nebo 32 dalších molekul ATP, vše pouze z jedné molekuly glukóza.

K syntéze ATP dochází 24 hodin denně, každý den vašeho života. Kalorie, které konzumujete, pouze nepřímo dodávají tělu potřebnou energii. Ve skutečnosti poskytují energii k produkci vysokoenergetických vazeb molekuly ATP, která pak dodává energii svalům a energii mozkovým elektrochemickým reakcím. Když přijmete méně kalorií, než kolik v daný den potřebujete k fungování těchto systémů, tělo se změní na tukové zásoby, a v menší míře protein ze stávajícího svalu, převádět sloučeniny uhlíku na ATP prostřednictvím buněk dýchání.

Kyslík je toxický pro biologické molekuly a buněčný materiál. Biologové o tom hovoří jako o „kyslíkovém paradoxu“, protože bez něj nemůžete žít, ale nakonec poškodí buňky, zatímco vás udrží naživu. Molekuly kyslíku používané při produkci ATP v mitochondriích produkují volné radikály nebo nevázané elektrony. Tyto elektrony protrhávají buněčné stěny a nakonec opotřebovávají energetickou továrnu buňky. Tento „oxidační stres“ interferuje s buněčným dělením, což může podle časopisu Life Extension vést k hromadění nepoctivých mutovaných buněk za vzniku nádorů.

Po celá desetiletí studie na hlodavcích přesvědčivě ukázaly, že omezení kalorií dramaticky prodlužuje délku života. Proces, kterým se to děje, unikl vědcům a pokusy o hledání vlivu na lidskou dlouhověkost byly neprůkazné. Studie Anthony E Civitarese a kol., Publikovaná v časopise PLoS Medicine z března 2007, prokázala korelaci mezi omezenými kaloriemi a celulárním zdravím. Vědci dospěli k závěru, že i krátkodobé omezení kalorií vedlo k účinnější mitochondriální terapii reakce během buněčného dýchání, které snižovaly oxidační stres a odhalily měřitelné snížení DNA poškození.