Relatie tussen calorieën en cellulaire ademhaling

Het is vreemd om te denken aan een cel in je lichaam die ademt, maar wanneer elke individuele cel voedsel omzet in energie, is dat wat het doet. Uw bloed vervoert glucose en zuurstof naar elke cel in uw lichaam. De cel "inademt" de suiker en zuurstof en "ademt" koolstofdioxide en water uit, en stuurt die twee bijproducten naar de longen en nieren waar ze worden uitgestoten. Het resterende molecuul - adenosinetrifosfaat of ATP - is de energie die alle cellulaire activiteit aandrijft, en bij uitbreiding elke beweging die je maakt.

Als je calorieën binnenkrijgt, zet je lichaam, met behulp van insuline, die energie om in glucose en transporteert het door de bloedbaan. Het glucosemolecuul gaat door celwanden en wordt omgezet in pyrodruivenzuur in het cytoplasma, het cellichaam dat zich in het membraan bevindt. Slechts twee ATP-moleculen zijn het resultaat van deze reactie, maar het pyrodruivenzuur wordt vervolgens naar het mitochondrion, de energiecentrale van de cel, gestuurd voor verdere verwerking.

De twee pyrodruivenzuurmoleculen worden in het mitochondrion omgezet in acetyl-CoA voordat ze aan de Krebs-cyclus beginnen. Het mitochondrion verwerkt met behulp van vrije zuurstofatomen acetyl CoA tot afvalproducten CO2 en suiker. Uit dit proces ontstaan ​​nog vier ATP-moleculen en de CO2 wordt door de celwand "uitgeademd". De elektronen van de gestripte waterstofatomen gaan door de elektronentransporttrein, wat resulteert in de grootste energie-uitbetaling van het cellulaire ademhalingsproces, of 32 extra ATP-moleculen, allemaal van slechts één molecuul van glucose.

ATP-synthese vindt 24 uur per dag plaats, elke dag van uw leven. De calorieën die je binnenkrijgt, voorzien je lichaam slechts indirect van de energie die het nodig heeft. Ze leveren in feite de energie om de hoogenergetische bindingen van het ATP-molecuul te produceren, dat vervolgens de spieren van stroom voorziet en energie voor de elektrochemische reacties van de hersenen. Wanneer u minder calorieën binnenkrijgt dan u op een bepaalde dag nodig heeft om deze systemen te laten werken, gaat het lichaam over op vetopslag, en in mindere mate eiwit uit bestaande spieren, om koolstofverbindingen om te zetten in ATP via cellulaire ademhaling.

Zuurstof is giftig voor biologische moleculen en celmateriaal. Biologen noemen dit de "zuurstofparadox" omdat je niet zonder kunt, maar het beschadigt uiteindelijk cellen terwijl het je in leven houdt. Zuurstofmoleculen die worden gebruikt bij de ATP-productie in de mitochondriën, produceren vrije radicalen of ongebonden elektronen. Deze elektronen scheuren door de celwanden en verslijten uiteindelijk de energiefabriek van de cel. Deze "oxidatieve stress" verstoort de celdeling, wat kan leiden tot malafide, gemuteerde cellen die samenklonteren om tumoren te vormen, aldus Life Extension Magazine.

Decennialang hebben onderzoeken met knaagdieren onomstotelijk aangetoond dat caloriebeperking de levensverwachting dramatisch verlengt. Het proces waardoor dit gebeurt, is onderzoekers ontgaan, en proeven die naar het effect op de menselijke levensduur zochten, waren niet overtuigend. Een studie uit maart 2007 door Anthony E Civitarese, et al, gepubliceerd in het tijdschrift PLoS Medicine, toonde een verband aan tussen beperkte calorieën en cellulaire gezondheid. De onderzoekers concludeerden dat caloriebeperking, zelfs op korte termijn, resulteerde in efficiëntere mitochondriale reacties tijdens cellulaire ademhaling, die oxidatieve stress verlaagden en meetbare reducties in DNA aan het licht brachten schade.