چگونه افراد متابولیسم متفاوتی دارند و چرا این موضوع برای سلامتی شما اهمیت دارد؟

به گزارش کانورسیشن، این خصوصیات بیولوژیکی مجموعا به عنوان فنوتیپ شما شناخته می‌شوند و سیستم بیولوژیکی که به طور مستقیم بر فنوتیپ شما تاثیر می‌گذارد متابولیسم شما محسوب می‌شود.  بنابراین، اگر چیزی می‌خورید، دارویی را مصرف می‌کنید، سیگار می‌کشید یا ورزش می‌کنید متابولیسم شما مسئول انتقال آن اطلاعات بیولوژیکی در سراسر بدن برای سازگاری با آن است.

متابولیسم تبدیل انرژی است

متابولیسم شما شامل شبکه‌ای از ده‌ها هزار مولکول و پروتئین است که غذایی که می‌خورید را به انرژی و اصطلاحا بلوک‌های ساختمانی تبدیل می‌نماید که بدن تان برای حرکت، رشد و ترمیم خود از آن استفاده می‌کند. در سطح شیمیایی متابولیسم انرژی زمانی آغاز می‌شود که سه درشت مغذی کربوهیدرات ها، چربی‌ها و پروتئین‌ها اتم به اتم شکسته می‌شوند تا الکترون‌ها را از پیوند‌های شیمیایی آزاد کنند. این الکترون‌ها اجزایی را در سلول‌ها به نام میتوکندری شارژ می‌کنند.

مشابه نحوه عملکرد باتری‌ها میتوکندری‌ها این پتانسیل الکتریکی را برای ایجاد شکل متفاوتی از انرژی شیمیایی که بقیه سلول‌ها می‌توانند از آن استفاده کنند مهار می‌کنند. به بیان ساده، نقش اصلی متابولیسم تبدیل انرژی شیمیایی به انرژی الکتریکی و بازگشت به انرژی شیمیایی است. نحوه انتقال این انرژی در سراسر بدن ممکن است نقش اساسی در تعیین اینکه آیا شما بیمار هستید یا سالم داشته باشد. ویژگی‌های خاصی از متابولیسم  مانند وجود و مقدار متابولیت‌های خاص یا محصولاتی که از تجزیه درشت مغذی‌ها ساخته شده اند در طیف وسیعی از شرایط تعریف شده اند.

این شرایط بیماری‌هایی مانند کووید – ۱۹، دیابت، مولتیپل اسکلروزیس و کم خونی داسی شکل تا  تجربه محیط‌های منحصر به فرد مانند قرار گرفتن در معرض تابش، ارتفاع بالا، پیری و عملکرد ورزشی را شامل می‌شوند. هر یک از این تنظیمات بر قسمت‌هایی از شبکه متابولیک شما و نحوه ارتباط آن‌ها با یکدیگر تاثیر می‌گذارد.

ورزشکاران حرفه‌ای با سطح بالای متابولیسم تعریف می‌شوند

با توجه به افزایش هشدار دهنده چاقی و سندرم متابولیک مرتبط با آن حدود ۱ نفر از هر ۸ نفر در سراسر جهان در سال ۲۰۲۲ با چاقی زندگی می‌کردند. تعریف متابولیسم سالم یا مختل می‌تواند به شناسایی مشکل و نحوه رسیدگی به آن کمک کند. ورزشکاران حرفه‌ای جمعیت اصلی برای مطالعه عملکرد متابولیسم در بهترین حالت خود بوده اند، زیرا شبکه واکنش‌های مولکولی و شیمیایی آن‌ها باید برای رقابت در صحنه جهانی به خوبی تنظیم شود.

به طور سنتی آستانه لاکتات با مشخص کردن شدت تمرین زمانی که لاکتات در عضلات و خون شروع به افزایش می‌کند معیاری حیاتی برای عملکرد ورزشی بوده است. آستانه لاکتات حدی است که اسید لاکتیک با سرعتی بیش‌تر از سرعت دفع آن در خون تولید و انباشته و منجر به خستگی می‌شود. تمرینات آستانه لاکتات برای بالا بردن این حد طراحی شده است و شما را قادر می‌سازد تا برای مدت طولانی تری سریع‌تر بدوید. هنگامی که ورزش می‌کنیم گلوکز را برای تولید انرژی تجزیه می‌نماییم.

بر خلاف تصور رایج لاکتات صرفا یک محصول زائد نیست بلکه یک منبع انرژی نیز می‌باشد  و در زمانی سریع‌تر از آن چیزی که میتوکندری می‌تواند از آن استفاده کند انباشته می‌شود. در حالی که یک فرد نسبتا فعال ممکن است با شدت ورزش حدود ۲ وات بر کیلوگرم به آستانه لاکتات خود برسد دوچرخه سواران حرفه‌ای  می‌توانند شدت ورزش را تا دو تا سه برابر بیش‌تر حفظ کنند.

پژوهشگران هنگام مقایسه آستانه لاکتات گروهی از دوچرخه سواران حرفه‌ای متوجه شدند دوچرخه سوارانی که آستانه بالاتری داشتند نشانگر‌های عملکرد بهتر میتوکندری در آنان مشاهده شده بود. یکی از این نشانگر‌ها تولید بیشتر کوآنزیم A بود مولکولی که کربن را به دور سلول‌ها می‌چرخاند و برای تجزیه کربوهیدرات ها، اسید‌های آمینه و چربی به انرژی شیمیایی مهم است. هم چنین به نظر می‌رسد دوچرخه سوارانی که عملکرد بالاتری دارند در طول یک تور جهانی چند مرحله‌ای در مقایسه با دوچرخه سوارانی که عملکرد پایین تری دارند چربی بیش تری می‌سوزانند.

متابولیسم ناکارآمد در افراد دچار بیماری‌های مانند کووید – ۱۹

برخلاف دوچرخه سواران حرفه‌ای بیماران مبتلا به کووید -۱۹ توانایی سوزاندن چربی شان دچار اختلال می‌شود که به نظر می‌رسد با ابتلا به کووید طولانی مدت ادامه می‌یابد. خون این بیماران در حالت استراحت مشابه خون دوچرخه سواران حرفه‌ای در هنگام خستگی است. با توجه به اینکه عدم تحمل ورزش اغلب با کووید طولانی مدت رخ می‌دهد این موضوع نشان دهنده آن است که اختلال عملکرد میتوکندری ممکن است در خستگی مرتبط با کووید نقش داشته باشد.

برای سوزاندن چربی اکسیژن زیادی مصرف می‌شود. در افراد مبتلا به کووید – ۱۹ آن ویروس به گلبول‌های قرمز خونی که اکسیژن را به اندام‌ها می‌رساند آسیب می‌رساند. از آنجایی که گلبول‌های قرمز توانایی محدودی برای ترمیم خود دارند، ممکن است در طول عمر تقریبا ۱۲۰ روزه خود به خوبی عمل نکنند. این موضوع ممکن است تا حدی توضیح دهد که چرا علائم کووید تا مدت زمانی در برخی از افراد مبتلا شده باقی می‌مانند.

اهدا کنندگان خون حد وسط را تعریف می‌کنند

انتقال خون یکی از رایج‌ترین روش‌های بالینی است. سالانه بیش از ۱۱۸ میلیون پاینت خون توسط میلیون‌ها نفر در سراسر جهان اهدا می‌شود. از آنجایی که اهداکنندگان خون برای کسب اطمینان از برخورداری از سلامت کافی برای اهدای خون تحت غربالگری قرار می‌گیرند معمولا سلامت متوسطی دارند جایی بین بیماری حاد و عملکرد ورزشی حرفه ای. اهداکنندگان خون از هر طبقه اجتماعی دارای طیف متنوعی از صفات بیولوژیکی به عنوان جمعیت مورد مطالعه هستند.

در بررسی‌ انجام شده توسط محققان  پردیس پزشکی دانشگاه کلرادو آنشوتز بر روی بیش از ۱۳ هزار اهدا کننده خون ارزیابی به منظور روشن ساختن تنوع متابولیک آنان انجام شد. محققان ویژگی‌های خاصی را یافتند که می‌توانست پیش بینی کند خون اهدا کننده در بیماران تا چه اندازه خوب کار می‌کند و هم چنین چه پیامد‌هایی برای عملکرد آن خون در خود اهداکنندگان دارد. محققان دریافتند که یکی از این مشخصه‌های متابولیتی کینورنین نام دارد که از تجزیه اسید آمینه تریپتوفان تولید می‌شود. آنان دریافتند که خون از اهدا کنندگان با سطوح بالاتر کینورنین در مقایسه با اهدا کنندگانی که سطوح کینورنین پایین تری داشتند کمتر احتمال داشت که سطوح هموگلوبین را در دریافت کنندگان انتقال خون احیا کنند. سطح کینورنین در اهداکنندگان مسن و اهداکنندگان با شاخص توده بدنی (BMI) بیش‌تر بالاتر است و ممکن است به طور بالقوه با سطوح بالاتر التهاب مرتبط باشد.

به منظور حمایت از این نتیجه گیری گروه تحقیقاتی هم چنین دریافت که کینورنین در دوندگان شرکت کننده در مسابقه دویدن ۱۷۱ کیلومتر اولترا تریل مون بلان در شامونی واقع در آلپ فرانسه نیز به شکل چشمگیری افزایش می‌یابد. علاوه بر این، محققان دریافتند که کینورنین یک نشانگر قوی برای شدت کووید – ۱۹ است. رابطه بین متابولیت‌ها و نتایج سلامتی نقش مهمی را که متابولیسم در بدن ایفا می‌کند تقویت می‌نماید و درک بهتر از آن چه متابولیسم سالم به نظر می‌رسد می‌تواند بینش منحصر به فردی را در مورد چگونگی انحراف آن در هنگام بیمار شدن ارائه دهد و ممکن است رویکرد‌های جدیدی برای درمان‌های پزشکی ارائه کند.