Beziehung zwischen Kalorien und Zellatmung

Es ist seltsam, an eine Zelle in Ihrem Körper zu denken, die atmet, aber wenn jede einzelne Zelle Nahrung in Energie umwandelt, tut sie genau das. Ihr Blut transportiert Glukose und Sauerstoff zu jeder Zelle Ihres Körpers. Die Zelle „atmet“ den Zucker und Sauerstoff ein und „atmet“ Kohlendioxid und Wasser aus und schickt diese beiden Nebenprodukte an die Lunge und die Nieren, wo sie ausgeschieden werden. Das verbleibende Molekül – Adenosintriphosphat oder ATP – ist die Energie, die alle Zellaktivitäten und damit auch jede Bewegung, die Sie machen, antreibt.

Wenn Sie Kalorien aufnehmen, wandelt Ihr Körper mit Hilfe von Insulin diese Energie in Glukose um und transportiert sie durch den Blutkreislauf. Das Glukosemolekül passiert die Zellwände und wird im Zytoplasma, dem in der Membran enthaltenen Zellkörper, in Brenztraubensäure umgewandelt. Bei dieser Reaktion entstehen nur zwei Moleküle ATP, aber die Brenztraubensäure wird dann zur weiteren Verarbeitung zum Mitochondrium, dem Kraftwerk der Zelle, geschickt.

Die beiden Brenztraubensäuremoleküle werden im Mitochondrium in Acetyl-CoA umgewandelt, bevor sie den Krebs-Zyklus beginnen. Das Mitochondrium verarbeitet mit Hilfe freier Sauerstoffatome Acetyl-CoA zu den Abfallprodukten CO2 und Zucker. Dabei entstehen vier weitere ATP-Moleküle, und das CO2 wird durch die Zellwand „ausgeatmet“. Die Elektronen aus den gestrippten Wasserstoffatomen passieren den Elektronentransportzug, was zum größten Energieauszahlung des Zellatmungsprozesses oder 32 weitere ATP-Moleküle, alles aus nur einem Molekül Glucose.

Die ATP-Synthese findet 24 Stunden am Tag an jedem Tag Ihres Lebens statt. Die Kalorien, die Sie verbrauchen, versorgen Ihren Körper nur indirekt mit der Energie, die er benötigt. Sie liefern tatsächlich die Energie, um die hochenergetischen Bindungen des ATP-Moleküls zu erzeugen, die dann den Muskeln Energie und den elektrochemischen Reaktionen des Gehirns Energie liefern. Wenn Sie weniger Kalorien zu sich nehmen, als Sie an einem bestimmten Tag benötigen, um diese Systeme zu betreiben, greift der Körper auf Fettreserven zurück. und in geringerem Maße Protein aus vorhandenem Muskel, um Kohlenstoffverbindungen durch zelluläres in ATP umzuwandeln Atmung.

Sauerstoff ist für biologische Moleküle und Zellmaterial toxisch. Biologen bezeichnen dies als „Sauerstoffparadox“, weil man ohne es nicht leben kann, aber es schädigt letztendlich die Zellen, während es einen am Leben erhält. Sauerstoffmoleküle, die bei der ATP-Produktion in den Mitochondrien verwendet werden, produzieren freie Radikale oder ungebundene Elektronen. Diese Elektronen durchbrechen die Zellwände und verschleißen schließlich die Energiefabrik der Zelle. Dieser „oxidative Stress“ stört die Zellteilung, was laut Life Extension Magazine dazu führen kann, dass sich abtrünnige, mutierte Zellen zu Tumoren zusammenballen.

Seit Jahrzehnten haben Nagetierstudien schlüssig gezeigt, dass eine Kalorienrestriktion die Lebenserwartung dramatisch verlängert. Der Prozess, durch den dies geschieht, ist Forschern entgangen, und Studien, die nach den Auswirkungen auf die menschliche Langlebigkeit suchen, waren nicht schlüssig. Eine Studie von Anthony E. Civitarese et al. vom März 2007, die in der Zeitschrift PLoS Medicine veröffentlicht wurde, zeigte einen Zusammenhang zwischen eingeschränkter Kalorienzufuhr und zellulärer Gesundheit. Die Forscher kamen zu dem Schluss, dass eine Kalorienrestriktion, selbst kurzfristig, zu effizienteren mitochondrialen Reaktionen während der Zellatmung, die den oxidativen Stress senkten und messbare DNA-Reduktionen zeigten Beschädigung.