ความสัมพันธ์ระหว่างแคลอรี่และการหายใจของเซลล์

เป็นเรื่องแปลกที่จะนึกถึงเซลล์ในการหายใจของร่างกาย แต่เมื่อแต่ละเซลล์เปลี่ยนอาหารเป็นพลังงาน นั่นคือสิ่งที่กำลังทำอยู่ เลือดของคุณนำกลูโคสและออกซิเจนไปยังทุกเซลล์ในร่างกายของคุณ เซลล์จะ "หายใจเข้า" น้ำตาลและออกซิเจน และ "หายใจออก" คาร์บอนไดออกไซด์และน้ำ โดยส่งผลพลอยได้ทั้งสองนั้นไปยังปอดและไตในบริเวณที่พวกมันถูกขับออก โมเลกุลที่เหลือ -- อะดีโนซีน ไตรฟอสเฟต หรือ เอทีพี -- คือพลังงานที่ขับเคลื่อนการทำงานของเซลล์ทั้งหมด และทุกการเคลื่อนไหวที่คุณทำ

เมื่อคุณรับแคลอรี ร่างกายของคุณด้วยความช่วยเหลือของอินซูลิน จะเปลี่ยนพลังงานนั้นเป็นกลูโคสและขนส่งผ่านกระแสเลือด โมเลกุลกลูโคสผ่านผนังเซลล์และเปลี่ยนเป็นกรดไพรูวิกในไซโตพลาสซึม ร่างกายของเซลล์ที่อยู่ภายในเมมเบรน ATP เพียงสองโมเลกุลเป็นผลมาจากปฏิกิริยานี้ แต่จากนั้นกรดไพรูวิกจะถูกส่งไปยังไมโตคอนเดรีย ซึ่งเป็นโรงไฟฟ้าของเซลล์ เพื่อการประมวลผลที่มากขึ้น

โมเลกุลของกรดไพรูวิกทั้งสองจะถูกแปลงเป็นอะเซทิลโคเอภายในไมโตคอนเดรียก่อนที่จะเริ่มวัฏจักรเครบส์ mitochondrion ซึ่งใช้อะตอมของออกซิเจนอิสระ แปรรูป acetyl CoA ให้เป็นของเสีย CO2 และน้ำตาล อีกสี่โมเลกุลของ ATP เป็นผลมาจากกระบวนการนี้ และ CO2 จะถูก "หายใจออก" ผ่านผนังเซลล์ อิเล็กตรอนจากอะตอมไฮโดรเจนที่ถูกลอกออกจะผ่านขบวนขนส่งอิเล็กตรอนส่งผลให้มีขนาดใหญ่ที่สุด การจ่ายพลังงานของกระบวนการหายใจระดับเซลล์ หรืออีก 32 โมเลกุลของ ATP ทั้งหมดมาจากโมเลกุลเดียวของ กลูโคส

การสังเคราะห์เอทีพีเกิดขึ้นตลอด 24 ชั่วโมงทุกวันในชีวิตของคุณ แคลอรีที่คุณกินเข้าไปจะให้พลังงานที่ร่างกายต้องการโดยทางอ้อมเท่านั้น พวกมันให้พลังงานในการผลิตพันธะพลังงานสูงของโมเลกุล ATP จากนั้นให้พลังงานแก่กล้ามเนื้อและพลังงานให้กับการตอบสนองทางไฟฟ้าเคมีของสมอง เมื่อคุณได้รับแคลอรีน้อยกว่าที่คุณต้องการในแต่ละวันเพื่อเรียกใช้ระบบเหล่านี้ ร่างกายจะเปลี่ยนเป็นไขมันสะสม และโปรตีนจากกล้ามเนื้อที่มีอยู่ในระดับที่น้อยกว่า เพื่อแปลงสารประกอบคาร์บอนเป็น ATP ผ่านเซลล์ การหายใจ

ออกซิเจนเป็นพิษต่อโมเลกุลชีวภาพและวัสดุของเซลล์ นักชีววิทยาเรียกสิ่งนี้ว่า "ออกซิเจนที่ผิดธรรมดา" เพราะคุณไม่สามารถอยู่ได้โดยปราศจากมัน แต่ท้ายที่สุดมันทำลายเซลล์ในขณะที่มันทำให้คุณมีชีวิตอยู่ โมเลกุลออกซิเจนที่ใช้ในการผลิตเอทีพีในไมโตคอนเดรียจะผลิตอนุมูลอิสระหรืออิเล็กตรอนที่ไม่ผูกมัด อิเล็กตรอนเหล่านี้ฉีกทะลุผนังเซลล์และทำให้โรงงานผลิตพลังงานของเซลล์เสื่อมสภาพในที่สุด “ความเครียดจากปฏิกิริยาออกซิเดชัน” นี้ขัดขวางการแบ่งตัวของเซลล์ซึ่งอาจส่งผลให้เซลล์ที่กลายพันธุ์และปลอมแปลงรวมกันเป็นเนื้องอก ตามรายงานของนิตยสาร Life Extension

เป็นเวลาหลายทศวรรษแล้วที่การศึกษาหนูได้แสดงให้เห็นโดยสรุปว่าการจำกัดแคลอรี่ช่วยยืดอายุขัยได้อย่างมาก กระบวนการที่สิ่งนี้เกิดขึ้นได้ทำให้นักวิจัยหลบเลี่ยง และการทดลองค้นหาผลกระทบต่อการมีอายุยืนยาวของมนุษย์นั้นยังไม่มีข้อสรุปที่แน่ชัด การศึกษาเมื่อเดือนมีนาคม 2550 โดย Anthony E Civitarese และคณะ ซึ่งตีพิมพ์ในวารสาร PLoS Medicine แสดงให้เห็นถึงความสัมพันธ์ระหว่างแคลอรี่ที่จำกัดกับสุขภาพของเซลล์ นักวิจัยสรุปว่าการจำกัดแคลอรี่แม้ในระยะสั้นส่งผลให้ไมโตคอนเดรียมีประสิทธิภาพมากขึ้น ปฏิกิริยาระหว่างการหายใจระดับเซลล์ ซึ่งลดความเครียดจากปฏิกิริยาออกซิเดชันและเผยให้เห็นการลดลงที่วัดได้ในDNA ความเสียหาย