Forholdet mellem kalorier og cellulær respiration

Det er underligt at tænke på en celle i din krop, der trækker vejret, men når hver enkelt celle omdanner mad til energi, er det hvad den gør. Dit blod transporterer glukose og ilt til hver celle i din krop. Cellen "inhalerer" sukker og ilt og "udånder" kuldioxid og vand og sender de to biprodukter til lungerne og nyrerne, hvor de udvises. Det resterende molekyle - adenosintrifosfat eller ATP - er den energi, der driver al cellulær aktivitet og i forlængelse heraf hver bevægelse, du foretager.

Når du indtager kalorier, omdanner din krop ved hjælp af insulin denne energi til glukose og transporterer den gennem blodstrømmen. Glukosemolekylet passerer gennem cellevægge og omdannes til pyruvinsyre i cytoplasmaet, cellelegemet indeholdt i membranen. Kun to ATP-molekyler er resultatet af denne reaktion, men pyruvinsyren sendes derefter til mitochondrion, cellens kraftværk, til mere forarbejdning.

De to pyruvinsyremolekyler omdannes til acetyl CoA inde i mitokondrionen, før de begynder Krebs-cyklussen. Mitokondrionen, ved hjælp af frie iltatomer, behandler acetyl CoA til affaldsprodukter CO2 og sukker. Fire yderligere ATP-molekyler er resultatet af denne proces, og CO2 udåndes gennem cellevæggen. Elektronerne fra de strippede brintatomer passerer gennem elektrontransporttoget, hvilket resulterer i det største energiudbytte af den cellulære respirationsproces eller 32 flere ATP-molekyler, alt sammen fra det ene molekyle af glukose.

ATP-syntese sker 24 timer om dagen, hver dag i dit liv. De kalorier, du spiser, giver kun indirekte din krop den energi, den har brug for. De leverer faktisk energien til at producere ATP-molekylets højenergibindinger, der derefter giver musklerne energi og hjernen elektrokemiske reaktioner. Når du indtager færre kalorier, end du har brug for en given dag til at køre disse systemer, vender kroppen sig til fedtforretninger, og i mindre grad protein fra eksisterende muskler til at omdanne kulstofforbindelser til ATP gennem cellulær respiration.

Ilt er giftigt for biologiske molekyler og cellulært materiale. Biologer henviser til dette som "iltparadoxet", fordi du ikke kan leve uden det, men det beskadiger i sidste ende celler, mens det holder dig i live. Iltmolekyler, der anvendes i ATP-produktion i mitokondrier, producerer frie radikaler eller ubundne elektroner. Disse elektroner rives gennem cellevægge og til sidst slides celleens energifabrik. Denne "oxidative stress" interfererer med celledeling, hvilket kan resultere i useriøse, muterede celler, der masserer sammen for at danne tumorer, ifølge Life Extension Magazine.

I årtier har gnaverundersøgelser vist afgørende, at kaloriebegrænsning dramatisk forlænger den forventede levetid. Processen, hvormed dette sker, har undgået forskere, og forsøg, der søger efter virkningen på menneskelig levetid, har været ufuldstændige. En undersøgelse fra marts 2007 af Anthony E Civitarese et al., Offentliggjort i tidsskriftet PLoS Medicine, viste en sammenhæng mellem begrænsede kalorier og cellulær sundhed. Forskerne konkluderede, at kaloriebegrænsning, endda kortvarig, resulterede i mere effektiv mitokondrie reaktioner under cellulær respiration, hvilket sænkede oxidativt stress og afslørede målbare reduktioner i DNA skade.