Förhållandet mellan kalorier och cellulär andning

Det är konstigt att tänka på en cell i din kropp som andas, men när varje enskild cell omvandlar mat till energi är det vad den gör. Ditt blod transporterar glukos och syre till varje cell i kroppen. Cellen "andas in" sockret och syret och "andas ut" koldioxid och vatten och skickar de två biprodukterna till lungorna och njurarna där de utvisas. Den återstående molekylen - adenosintrifosfat, eller ATP - är den energi som driver all cellulär aktivitet och i förlängning varje rörelse du gör.

När du tar in kalorier omvandlar din kropp med hjälp av insulin den energin till glukos och transporterar den genom blodströmmen. Glukosmolekylen passerar genom cellväggar och omvandlas till pyruvsyra i cytoplasman, cellkroppen som finns i membranet. Bara två molekyler av ATP är resultatet av denna reaktion, men pyruvinsyran skickas sedan till mitokondrion, cellens kraftverk, för mer bearbetning.

De två pyruvinsyramolekylerna omvandlas till acetyl CoA inuti mitokondrion innan de börjar Krebs-cykeln. Mitokondrion, med hjälp av fria syreatomer, bearbetar acetyl CoA till avfallsprodukter CO2 och socker. Fyra ytterligare ATP-molekyler härrör från denna process, och CO2 utandas genom cellväggen. Elektronerna från de avskalade väteatomerna passerar genom elektrontransporttåget, vilket resulterar i den största energiutdelning av cellulär andningsprocess, eller 32 fler ATP-molekyler, allt från bara en molekyl av glukos.

ATP-syntes sker 24 timmar per dag, varje dag i ditt liv. De kalorier du konsumerar ger bara din kropp den energi den behöver. De ger faktiskt energi för att producera ATP-molekylens högenergibindningar som sedan ger musklerna energi och hjärnans elektrokemiska svar. När du tar in färre kalorier än du behöver en viss dag för att köra dessa system, vänder kroppen sig till fettbutiker, och i mindre grad protein från befintlig muskel, för att omvandla kolföreningar till ATP genom cellulär andning.

Syre är giftigt för biologiska molekyler och cellulärt material. Biologer hänvisar till detta som "syreparadoxen" eftersom du inte kan leva utan den, men det skadar i slutändan celler medan det håller dig vid liv. Syremolekyler som används vid ATP-produktion i mitokondrier producerar fria radikaler eller obundna elektroner. Dessa elektroner slits igenom cellväggarna och sliter så småningom ut cellens energifabrik. Denna "oxidativa stress" stör celldelningen, vilket kan resultera i oseriösa, muterade celler som samlas ihop för att bilda tumörer, enligt Life Extension Magazine.

I årtionden har gnagarstudier visat att kaloribegränsning dramatiskt förlänger livslängden. Processen genom vilken detta händer har undgått forskare, och prövningar som letat efter effekten på mänsklig livslängd har varit avgörande. En studie i mars 2007 av Anthony E Civitarese, et al, publicerad i tidskriften PLoS Medicine, visade ett samband mellan begränsad kalorier och cellulär hälsa. Forskarna drog slutsatsen att kaloribegränsning, till och med kortvarig, resulterade i effektivare mitokondrie reaktioner under cellulär andning, vilket sänkte oxidativ stress och avslöjade mätbara minskningar av DNA skada.