Nếu bạn đã dành thời gian lướt qua các chuyên mục về sức khỏe và thể chất trên mạng xã hội, bạn có thể đã bắt gặp nhiều sản phẩm tuyên bố sẽ cải thiện quá trình trao đổi chất của bạn. Nhưng chính xác thì sự trao đổi chất của bạn là gì?
Mọi thứ bạn tiếp xúc với cơ thể - từ lối sống đến virus trong không khí - đều ảnh hưởng đến các đặc điểm thể chất của bạn, chẳng hạn như huyết áp và mức năng lượng. Cùng với nhau, những đặc điểm sinh học này được gọi là kiểu hình của bạn. Và hệ thống sinh học trực tiếp nhất ảnh hưởng kiểu hình của bạn là sự trao đổi chất của bạn.
Vì vậy, nếu bạn đang ăn thứ gì đó, uống thuốc, hút thuốc hoặc tập thể dục, quá trình trao đổi chất của bạn sẽ chịu trách nhiệm truyền thông tin sinh học đó đi khắp cơ thể để nó thích nghi.
Trao đổi chất là sự chuyển đổi năng lượng
Sự trao đổi chất của bạn bao gồm một mạng lưới hàng chục ngàn phân tử và protein chuyển đổi thức ăn bạn ăn thành năng lượng và xây dựng các khối cơ thể bạn sử dụng để di chuyển, phát triển và tự sửa chữa. Ở cấp độ hóa học, quá trình chuyển hóa năng lượng bắt đầu khi ba chất dinh dưỡng đa lượng - carbohydrate, chất béo và protein - bị phân hủy từng nguyên tử để giải phóng các electron khỏi liên kết hóa học. Những electron này tích điện cho các thành phần trong tế bào gọi là ty thể.
Tương tự như cách hoạt động của pin, ty thể khai thác điện thế này để tạo ra một dạng năng lượng hóa học khác mà phần còn lại của tế bào có thể sử dụng.
Nói một cách đơn giản, vai trò chính của quá trình trao đổi chất là chuyển đổi năng lượng hóa học thành năng lượng điện và trở lại thành năng lượng hóa học. Năng lượng này được truyền khắp cơ thể như thế nào có thể đóng vai trò trung tâm trong việc xác định dù bạn ốm hay khỏe.
Tôi là một nhà hóa sinh người nghiên cứu các mạng lưới trao đổi chất khác nhau được sử dụng khi cơ thể bạn thay đổi. Nhóm của tôi và tôi đã có thể xác định các đặc điểm cụ thể của quá trình trao đổi chất, chẳng hạn như sự hiện diện và lượng chất chuyển hóa nhất định - sản phẩm được tạo ra từ quá trình phân hủy các chất dinh dưỡng đa lượng - trong nhiều điều kiện khác nhau.
Những tình trạng này bao gồm các bệnh như Covid-19, bệnh tiểu đường, đa xơ cứng và thiếu máu hồng cầu hình liềm, để trải nghiệm những môi trường độc đáo như tiếp xúc với bức xạ, độ cao, lão hóa và hiệu suất thể thao. Mỗi cài đặt này ảnh hưởng đến phần nào trong mạng trao đổi chất của bạn được sử dụng và cách chúng giao tiếp với nhau.
Vận động viên ưu tú xác định giới hạn trên
Trước tình trạng đáng báo động tăng béo phì và nó liên quan hội chứng chuyển hóa – khoảng 1 trong 8 người trên toàn cầu phải sống chung với bệnh béo phì vào năm 2022 – việc xác định quá trình trao đổi chất khỏe mạnh hoặc suy giảm có thể giúp xác định điều gì đã xảy ra và cách giải quyết.
Các vận động viên ưu tú cung cấp một lượng dân số ưu tú để nghiên cứu chức năng trao đổi chất ở mức tốt nhất, vì mạng lưới phản ứng phân tử và hóa học của họ phải được điều chỉnh tinh vi để cạnh tranh trên trường thế giới.
Theo truyền thống, ngưỡng lactate là thước đo quan trọng về thành tích thể thao bằng cách xác định chính xác cường độ tập luyện khi lactate bắt đầu tăng trong cơ và máu.
Trái ngược với suy nghĩ thông thường, lactate không chỉ đơn thuần là một chất thải mà còn là một nguồn năng lượng cũng như vậy, và nó tích lũy khi nó được sản xuất nhanh hơn mức mà ty thể có thể sử dụng. Trong khi một người hoạt động vừa phải có thể đạt đến ngưỡng của họ ở cường độ tập luyện khoảng 2 watt mỗi kg, thì những người đi xe đạp ưu tú có thể duy trì cường độ lên tới gần như cao hơn hai đến ba lần.
Khi so sánh ngưỡng lactate của một nhóm người đi xe đạp ưu tú, chúng tôi nhận thấy rằng những người đi xe đạp có ngưỡng cao hơn có dấu hiệu chức năng ty thể tốt hơn. Một trong những dấu hiệu này là sản xuất coenzym A cao hơn, một phân tử vận chuyển carbon xung quanh tế bào và đóng vai trò quan trọng trong việc phân hủy carbs, axit amin và chất béo thành năng lượng hóa học.
Những người đi xe đạp có thành tích cao hơn cũng có vẻ đốt cháy nhiều chất béo và đốt cháy chất béo lâu hơn trong chuyến tham quan vòng quanh thế giới nhiều chặng so với những người đi xe đạp có thành tích thấp hơn.
Rối loạn chuyển hóa trong các bệnh như COVID-19
Quá trình trao đổi chất của bạn cũng thay đổi nếu bạn mắc bệnh cấp tính như COVID-19.
Ngược lại với những người đi xe đạp ưu tú, bệnh nhân COVID-19 có suy giảm khả năng đốt cháy chất béo điều đó dường như vẫn tồn tại với COVID dài. Máu của những bệnh nhân này khi nghỉ ngơi tương tự như máu của một vận động viên đua xe đạp ưu tú khi kiệt sức. Xem xét rằng tình trạng không dung nạp tập thể dục thường xuyên xảy ra với COVID kéo dài, điều này cho thấy rối loạn chức năng ty thể có thể đóng một vai trò trong tình trạng mệt mỏi liên quan đến COVID.
Đốt cháy chất béo sử dụng nhiều oxy. COVID-19 làm tổn thương các tế bào hồng cầu cung cấp oxy cho các cơ quan. Bởi vì các tế bào hồng cầu có khả năng tự sửa chữa hạn chế, chúng có thể không hoạt động tốt trong khoảng thời gian còn lại của vòng đời khoảng 120 ngày. Điều này có thể giải thích một phần lý do tại sao các triệu chứng COVID kéo dài lâu như vậy ở một số người.
Người hiến máu xác định giữa
Truyền máu là một trong những thủ tục lâm sàng phổ biến nhất. Kết thúc 118 triệu lít máu được hàng triệu người trên toàn thế giới quyên góp mỗi năm. Vì những người hiến máu phải trải qua quá trình sàng lọc để đảm bảo họ đủ sức khỏe để hiến máu nên họ thường có sức khỏe vừa phải, ở mức giữa bệnh cấp tính và thành tích thể thao ưu tú. Người hiến máu đến từ mỗi bước đi của cuộc sống, cũng có nhiều đặc điểm sinh học đa dạng như một quần thể nghiên cứu.
Nhóm của tôi và tôi đã xem xét máu của hơn 13,000 người hiến máu để làm sáng tỏ ý kiến của họ. đa dạng trao đổi chất. Chúng tôi đã tìm thấy những đặc điểm cụ thể có thể dự đoán máu của người hiến tặng sẽ hoạt động tốt như thế nào đối với bệnh nhân, điều này cũng có ý nghĩa đối với việc máu đó hoạt động tốt như thế nào đối với chính người hiến tặng.
Chúng tôi phát hiện ra rằng một trong những đặc điểm này là chất chuyển hóa gọi là kynurenine, được tạo ra từ sự phân hủy của axit amin tryptophan. Chúng tôi phát hiện ra rằng máu từ những người hiến tặng có hàm lượng kynurenine cao hơn ít có khả năng phục hồi nồng độ hemoglobin ở những người được truyền máu so với những người hiến máu có hàm lượng kynurenine thấp hơn.
Mức Kynurenine cao hơn ở những người hiến tặng lớn tuổi và những người hiến tặng có chỉ số BMI cao hơn và có thể liên quan đến mức độ viêm cao hơn. Để hỗ trợ, nhóm của chúng tôi cũng phát hiện ra rằng kynurenine tăng đáng kể ở các vận động viên tham gia giải Ultra-Trail du Mont-Blanc dài 171 km (106 dặm). Ngoài ra, chúng tôi cũng xác định rằng kynurenine là một dấu hiệu mạnh mẽ của mức độ nghiêm trọng của COVID-19.
Mối quan hệ giữa các chất chuyển hóa và kết quả sức khỏe củng cố vai trò quan trọng của quá trình trao đổi chất trong cơ thể. Hiểu rõ hơn về quá trình trao đổi chất lành mạnh trông như thế nào có thể mang lại những hiểu biết độc đáo về cách nó diễn ra khi ai đó bị bệnh và có thể đưa ra những phương pháp điều trị y tế mới.
Travis Nemkov, Trợ lý Giáo sư Nghiên cứu Hóa sinh và Di truyền Phân tử, Cơ sở Y tế Anschutz của Đại học Colorado
Bài viết này được tái bản từ Conversation theo giấy phép Creative Commons. Đọc ban đầu bài viết.
Sách liên quan:
Cơ thể ghi điểm: Bộ não và cơ thể trong quá trình chữa lành chấn thương
bởi Bessel van der Nikol
Cuốn sách này khám phá mối liên hệ giữa chấn thương với sức khỏe thể chất và tinh thần, đưa ra những hiểu biết sâu sắc và chiến lược để chữa lành và phục hồi.
Bấm để biết thêm thông tin hoặc đặt hàng
Hơi thở: Khoa học mới về nghệ thuật đã mất
bởi James Nestor
Cuốn sách này khám phá khoa học và thực hành thở, cung cấp những hiểu biết sâu sắc và kỹ thuật để cải thiện sức khỏe thể chất và tinh thần.
Bấm để biết thêm thông tin hoặc đặt hàng
Nghịch lý thực vật: Nguy cơ tiềm ẩn trong thực phẩm "lành mạnh" gây bệnh và tăng cân
của Steven R. Gundry
Cuốn sách này khám phá mối liên hệ giữa chế độ ăn uống, sức khỏe và bệnh tật, đưa ra những hiểu biết sâu sắc và chiến lược để cải thiện sức khỏe tổng thể và sức khỏe.
Bấm để biết thêm thông tin hoặc đặt hàng
Mã miễn dịch: Mô hình mới cho sức khỏe thực sự và chống lão hóa triệt để
bởi Joel Greene
Cuốn sách này đưa ra một quan điểm mới về sức khỏe và khả năng miễn dịch, dựa trên các nguyên tắc biểu sinh và đưa ra những hiểu biết sâu sắc cũng như chiến lược để tối ưu hóa sức khỏe và lão hóa.
Bấm để biết thêm thông tin hoặc đặt hàng
Hướng dẫn hoàn chỉnh về nhịn ăn: Chữa lành cơ thể thông qua nhịn ăn gián đoạn, luân phiên và kéo dài
bởi Tiến sĩ Jason Fung và Jimmy Moore
Cuốn sách này khám phá khoa học và thực hành nhịn ăn, cung cấp những hiểu biết sâu sắc và chiến lược để cải thiện sức khỏe tổng thể và sức khỏe.
