Se hai passato un po' di tempo a scorrere gli angoli di salute e benessere dei social media, probabilmente ti sei imbattuto in molti prodotti che affermano di migliorare il tuo metabolismo. Ma qual è esattamente il tuo metabolismo?
Tutto ciò a cui esponi il tuo corpo, dallo stile di vita a un virus presente nell’aria, influenza le tue caratteristiche fisiche, come la pressione sanguigna e i livelli di energia. Insieme, queste caratteristiche biologiche vengono chiamate il tuo fenotipo. E il sistema biologico quello più direttamente influenze il tuo fenotipo è il tuo metabolismo.
Quindi, se mangi qualcosa, prendi farmaci, fumi o fai esercizio, il tuo metabolismo è responsabile del trasferimento di tali informazioni biologiche in tutto il corpo affinché possa adattarsi.
Il metabolismo è la conversione dell’energia
Il tuo metabolismo è costituito da a rete di decine di migliaia di molecole e proteine che convertono il cibo che mangi in energia e elementi costitutivi che il tuo corpo utilizza per muoversi, crescere e ripararsi. A livello chimico, il metabolismo energetico inizia quando i tre macronutrienti – carboidrati, grassi e proteine – vengono scomposti atomo per atomo per liberare elettroni dai legami chimici. Questi elettroni caricano i componenti nelle cellule chiamati mitocondri.
In modo simile a come funzionano le batterie, i mitocondri sfruttano questo potenziale elettrico per creare una diversa forma di energia chimica che il resto della cellula può utilizzare.
In poche parole, un ruolo primario del metabolismo è convertire l’energia chimica in energia elettrica e poi nuovamente in energia chimica. Il modo in cui questa energia viene trasferita in tutto il corpo potrebbe svolgere un ruolo centrale nel determinarlo che tu sia malato o sano.
Sono un biochimico che studia le varie reti del metabolismo che vengono utilizzate man mano che il tuo corpo cambia. Io e il mio team siamo stati in grado di definire tratti specifici del metabolismo, come la presenza e la quantità di determinati metaboliti – prodotti ottenuti dalla scomposizione dei macronutrienti – in un’ampia gamma di condizioni.
Queste condizioni includono malattie come COVID-19, diabete, sclerosi multipla ed anemia falciforme, per vivere ambienti unici come esposizione alle radiazioni, alta altitudine, dall'invecchiamento ed prestazione sportiva. Ognuna di queste impostazioni influenza quali parti della rete metabolica vengono utilizzate e come comunicano tra loro.
Gli atleti d'élite definiscono i limiti superiori
Considerato l'allarme aumento dell'obesità e i suoi associati sindrome metabolica – circa 1 persona su 8 in tutto il mondo conviveva con l’obesità nel 2022 – definire un metabolismo sano o compromesso può aiutare a identificare cosa è andato storto e come affrontarlo.
Gli atleti d'élite offrono una popolazione privilegiata per studiare al meglio la funzione metabolica, poiché la loro rete di reazioni molecolari e chimiche deve essere messa a punto con precisione per competere sulla scena mondiale.
Tradizionalmente, soglia del lattato è stato una misura fondamentale delle prestazioni atletiche individuando l'intensità dell'esercizio quando il lattato inizia ad aumentare nei muscoli e nel sangue.
Contrariamente alla credenza comune, il lattato non è semplicemente un prodotto di scarto ma un fonte di energia e si accumula quando viene prodotto più velocemente di quanto i mitocondri possano usarlo. Mentre una persona moderatamente attiva potrebbe raggiungere la soglia con un'intensità di esercizio di circa 2 watt per chilogrammo, i ciclisti d'élite possono sostenere un'intensità fino a quasi da due a tre volte superiore.
Confrontando le soglie del lattato di un gruppo di ciclisti d’élite, abbiamo scoperto che i ciclisti con soglie più alte avevano marcatori di una migliore funzione mitocondriale. Uno di questi marcatori era maggiore produzione di coenzima A, una molecola che trasporta il carbonio attorno alle cellule ed è importante per scomporre carboidrati, amminoacidi e grassi in energia chimica.
Sembrava che lo facessero anche i ciclisti più performanti bruciare più grassi e bruciare i grassi più a lungo durante un giro del mondo a più tappe rispetto ai ciclisti con prestazioni inferiori.
Metabolismo disfunzionale in malattie come COVID-19
Il tuo metabolismo cambia anche se contrai una malattia acuta come COVID-19.
A differenza dei ciclisti d’élite, i pazienti affetti da COVID-19 hanno un ridotta capacità di bruciare i grassi che sembra persistere lungo COVID. Il sangue di questi pazienti a riposo è simile a quello di un ciclista d'élite esausto. Considerando che l’intolleranza all’esercizio si verifica spesso con il COVID lungo, ciò suggerisce disfunzione mitocondriale può svolgere un ruolo nell’affaticamento correlato a COVID.
Bruciare i grassi utilizza molto ossigeno. COVID 19 danneggia i globuli rossi che forniscono ossigeno agli organi. Poiché i globuli rossi hanno a capacità limitata di autoripararsi, potrebbero non funzionare altrettanto bene durante il resto della loro vita di circa 120 giorni. Ciò potrebbe in parte spiegare perché i sintomi del COVID durano così a lungo come in alcune persone.
I donatori di sangue definiscono il centro
Le trasfusioni di sangue lo sono una delle procedure cliniche più comuni. Al di sopra di 118 milioni di litri di sangue vengono donati ogni anno da milioni di persone in tutto il mondo. Poiché i donatori di sangue vengono sottoposti a screening per garantire che siano abbastanza sani da poter donare, in genere sono moderatamente sani, a metà tra una malattia acuta e prestazioni atletiche d’élite. Donatori di sangue, provenienti da ogni ceto sociale, hanno anche una vasta gamma di tratti biologici come popolazione di studio.
Io e il mio team abbiamo esaminato il sangue di oltre 13,000 donatori per far luce sulla loro diversità metabolica. Abbiamo trovato tratti specifici che potrebbero prevedere quanto bene funzionerà il sangue di un donatore nei pazienti, il che ha anche implicazioni su quanto bene il sangue funzionerà nei donatori stessi.
Abbiamo scoperto che uno di questi tratti è un metabolita chiamato chinurenina, che viene prodotto dalla degradazione dell'amminoacido triptofano. Abbiamo scoperto che il sangue proveniente da donatori con livelli più elevati di chinurenina aveva meno probabilità di ripristinare i livelli di emoglobina nei riceventi trasfusioni rispetto ai donatori con livelli di chinurenina più bassi.
I livelli di chinurenina sono più alti nei donatori più anziani e nei donatori con un BMI più elevato e potrebbero essere potenzialmente legati a livelli più elevati di infiammazione. A sostegno, il nostro gruppo ha anche scoperto che la chinurenina aumenta drammaticamente tra i corridori che partecipano all'Ultra-Trail du Mont-Blanc di 171 chilometri (106 miglia). Inoltre, abbiamo anche identificato che la chinurenina è un forte indicatore di Gravità del COVID-19.
La relazione tra metaboliti e risultati sulla salute rafforza l’importante ruolo svolto dal metabolismo nel corpo. Comprendere meglio come si presenta il metabolismo sano può offrire spunti unici su come devia quando qualcuno si ammala e può offrire nuovi approcci ai trattamenti medici.
Travis Nemkov, Professore assistente ricercatore di Biochimica e Genetica Molecolare, Università del Colorado Anschutz Medical Campus
Questo articolo è ripubblicato da The Conversation sotto una licenza Creative Commons. Leggi il articolo originale.
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