Vzťah medzi kalóriami a bunkovým dýchaním

Je zvláštne myslieť na to, aby bunka vo vašom tele dýchala, ale keď každá jednotlivá bunka premieňa jedlo na energiu, robí to. Vaša krv prenáša glukózu a kyslík do každej bunky v tele. Bunka „vdychuje“ cukor a kyslík a „vydychuje“ oxid uhličitý a vodu. Tieto dva vedľajšie produkty odosiela do pľúc a obličiek, kde sú vylúčené. Zvyšná molekula - adenozíntrifosfát alebo ATP - je energia, ktorá poháňa všetku bunkovú aktivitu, a teda každý váš pohyb.

Keď prijímate kalórie, vaše telo pomocou inzulínu premieňa túto energiu na glukózu a transportuje ju krvným obehom. Molekula glukózy prechádza cez bunkové steny a v cytoplazme, bunkovom tele obsiahnutom v membráne, sa premieňa na kyselinu pyrohroznovú. Z tejto reakcie vznikajú iba dve molekuly ATP, ale kyselina pyrohroznová sa potom posiela do mitochondrií, elektrárne bunky, na ďalšie spracovanie.

Dve molekuly kyseliny pyrohroznovej sa prevedú na acetyl CoA vo vnútri mitochondrie predtým, ako začnú Krebsov cyklus. Mitochondria pomocou voľných atómov kyslíka spracováva acetyl CoA na odpadové produkty CO2 a cukor. Výsledkom tohto procesu sú ďalšie štyri molekuly ATP a CO2 je „vydychovaný“ cez bunkovú stenu. Elektróny zo stripovaných atómov vodíka prechádzajú elektrónovým transportným vlakom a vzniká najväčší energetická výplata procesu bunkového dýchania alebo 32 ďalších molekúl ATP, všetko iba z jednej molekuly glukóza.

Syntéza ATP sa vyskytuje 24 hodín denne, každý deň vášho života. Kalórie, ktoré konzumujete, iba nepriamo dodávajú telu potrebnú energiu. V skutočnosti poskytujú energiu na výrobu vysokoenergetických väzieb molekuly ATP, ktorá potom dodáva energiu svalom a energiu mozgu elektrochemickým reakciám. Keď prijmete menej kalórií, ako potrebujete v daný deň na fungovanie týchto systémov, telo sa premení na tukové zásoby, a v menšej miere proteín z existujúceho svalu, premieňať zlúčeniny uhlíka na ATP bunkovou cestou dýchanie.

Kyslík je toxický pre biologické molekuly a bunkový materiál. Biológovia to označujú ako „kyslíkový paradox“, pretože bez neho nemôžete žiť, ale v konečnom dôsledku poškodzuje bunky a udržuje vás pri živote. Molekuly kyslíka používané pri výrobe ATP v mitochondriách produkujú voľné radikály alebo neviazané elektróny. Tieto elektróny sa trhajú cez bunkové steny a nakoniec opotrebúvajú bunkovú energetickú továreň. Tento „oxidačný stres“ interferuje s bunkovým delením, čo môže podľa časopisu Life Extension viesť k hromadeniu mutantných mutovaných buniek za vzniku nádorov.

Po celé desaťročia štúdie na hlodavcoch presvedčivo preukázali, že obmedzenie kalórií dramaticky predlžuje očakávanú dĺžku života. Proces, ktorým sa to deje, sa vyhýbal výskumníkom a pokusy o vplyv na dlhovekosť človeka boli nepresvedčivé. Štúdia Anthonyho C Civitareseho a spol., Publikovaná v časopise PLoS Medicine z marca 2007, preukázala koreláciu medzi obmedzenými kalóriami a bunkovým zdravím. Vedci dospeli k záveru, že aj krátkodobé obmedzenie kalórií malo za následok účinnejšiu mitochondriálnu liečbu reakcie počas bunkového dýchania, ktoré znižovali oxidačný stres a odhalili merateľné zníženie DNA poškodenie.