nutrition

Eu și Tom tocmai am terminat de înregistrat ultimul nostru episod din ClimbSci (pe care îl puteți asculta deja pe SoundCloud sau în aplicația dvs. preferată de podcast!), Iar ceva pe care l-am spus tot timpul episodului este „Aș vrea să pot extrage acest lucru pentru voi”. Ei bine, nu am avut capacitatea în episod, dar pot oferi câteva imagini după acest fapt.

În episodul în sine (ClimbSci Episodul 9, „Dieta ketogenică”), Tom și cu mine ne adâncim în biochimia cetogenezei și a cetozei; de fapt, durăm aproximativ o oră trecând peste asta. Acest articol nu este menit să înlocuiască episodul respectiv, mai ales că nu voi intra de fapt în niciuna dintre întrebările de tip „gândire critică” în care ne adresăm Tom și cu mine.

În schimb, gândiți-vă la acest lucru ca la un ghid însoțitor - veți obține mai mult din el dacă veți asculta și episodul. sper că ajută!

Înainte de a începe: o privire asupra metabolismului aerob

Nu voi vorbi prea multe despre metabolismul aerob aici (dacă sunteți curioși, puteți citi mai multe aici), dar nu este necesar să menționăm acest lucru, deoarece tot ceea ce urmează să discutăm legăturile direct cu acesta. Metabolismul energiei aerobe se bazează pe un ciclu biochimic numit „ciclul acidului citric” (care se numește uneori și ciclul Krebs sau ciclul TCA).

(Aceasta este o versiune foarte simplificată a ciclului acidului citric, dar se face treaba până în prezentul articol.)

La nivelul său cel mai bazic, ciclul acidului citric ia aportul acetil-CoA - care este derivat atât din carbohidrați, cât și din grăsimi - și într-o serie de reacții îndepărtează cei doi atomi de carbon din fragmentul acetil și produce ATP. Ciclul „începe” cu citrat, care se formează atunci când oxaloacetatul se combină cu acetil-CoA și „se termină” cu formarea unei noi molecule de oxaloacetat care poate rula din nou ciclul.

(Am pus „începe” și „se termină” între ghilimele, deoarece ciclul este, bine, ciclic - este un cerc. Nu există un început sau un sfârșit real, iar moleculele pot intra în ciclu în diferite puncte, în funcție de structura lor.)

Metabolismul aerob produce marea majoritate a ATP-ului nostru. Chiar și ATP-ul anaerob pe care îl generăm este cu adevărat înrădăcinat în metabolismul aerob, deoarece seamănă mai mult cu un împrumut de energie (producția de ATP anaerob) care va fi rambursat în momentul în care oxigenul este disponibil din nou.

Bine, fără asta, să ne uităm la pașii care duc la cetoză!

De fapt, One Last Quick Aside

Folosesc câteva imagini ale căilor metabolice în acest articol pentru a clarifica despre ce vorbesc, dar aceste căi sunt simplificate pentru a afișa doar biții relevanți. De exemplu, unele căi sunt reversibile, unele iau date din alte părți, iar altele au numeroși alți pași pe care i-am eludat. Imaginile sunt corecte în măsura în care descriu ceea ce se întâmplă în cetoză, dar nu le folosiți ca ghid pentru un test de biochimie, deoarece lipsesc multe.

Pasul 1: epuizarea oxaloacetatului

Ați decis să urmați o dietă ketogenică și ați eliminat complet carbohidrații. Bineînțeles, corpul tău nu intră instantaneu în cetoză, dar va începe procesul foarte curând.

Primul lucru care se întâmplă este că glicemia începe să scadă. Corpul nostru nu dorește acest lucru și, astfel, hormonul glucagon este eliberat pentru a readuce nivelurile la normal. Fără a intra glucoză în dietă, trebuie să apeleze la o altă sursă, iar acea sursă este oxaloacetat.

La început, acest lucru nu este mare lucru, dar din moment ce nu vine glucoză proaspătă pentru a scuti oxaloacetatul de datoria sa, în cele din urmă creăm un blocaj în care nu există suficient oxaloacetat în mitocondriile noastre pentru a continua întoarcerea normală a ciclului acidului citric.

Liniile punctate înseamnă a implica rate de reacție reduse. Cu cât vă aflați mai târziu în ciclu, cu atât sunt mai multe intrări potențiale [cum ar fi aminoacizii] și astfel ne putem aștepta la mai multe reacții. Dar acest lucru nu este foarte important pentru înțelegerea noastră aici, știți doar că oxaloacetatul nu este ciclat la fel de des.

Acest blocaj între oxaloacetat și citrat - cu acetil-CoA blocat în mijloc - ne conduce la următorul nostru pas.

Pasul 2: Coenzima A epuizare

Să facem un pas înapoi de la ciclul acidului citric acum și să luăm în considerare lucrurile din cealaltă parte. În timp ce oxaloacetatul este ocupat să nu fie un jucător de echipă și să se transforme în glucoză în schimb, toți săracii acetil-CoA încep să se acumuleze, deoarece nu mai au unde să meargă.

Dar asta nu ar trebui să fie o problemă, nu? Gresit. Problema este că pe măsură ce acetil-CoA se acumulează, nivelurile noastre de coenzimă-A - partea „CoA” a acetil-CoA - încep să scadă. Fără coenzima liberă A, corpul nostru nu poate procesa acizii grași prin oxidare beta.

Pasul 2b: Rampa de oxidare beta în sus

Bine, dar de ce este îngrijorat corpul nostru dacă beta-oxidarea este posibilă sau nu, dacă nu poate executa nici măcar acele produse finale de acetil-CoA prin ciclul acidului citric? Motivul este că beta-oxidarea produce o cantitate mică de energie în sine - nu mult, doar aproximativ 25% din energia totală conținută într-o moleculă de acid gras (grăsime), dar amintiți-vă că fără ca ciclul acidului citric să curgă normal sunteți într-o stare disperată de energie.

Aceasta înseamnă că nu numai că organismul nostru continuă să efectueze beta-oxidare, ci va crește de fapt beta-oxidarea pe termen scurt pentru a încerca să ne satisfacă cererile de energie.

(După cum ne spune Ceschi, acest lucru nu va dura pentru totdeauna.)

Pasul 3: Ketogeneza

Coenzima O epuizare prezintă o problemă extraordinară pentru corpul nostru, deoarece ne întrerupe ultima sursă fiabilă de producere a energiei, beta-oxidarea. În loc de a lua calea stoică și de a muri pur și simplu, totuși, corpul nostru a conceput o soluție inteligentă: ketogeneza.

În cetogeneză, convertim acetil-CoA în cetone, care au două scopuri:

  1. Eliberează coenzima A pentru a permite oxidarea beta continuată (și, prin urmare, producerea de energie).
  2. Acestea sunt solubile în apă și, prin urmare, pot călători ușor în jurul corpului și, în mod crucial, pot traversa bariera hematoencefalică.

Din fericire, nu există noi blocaje formate în acest moment. Beta oxidăm grăsimile în molecule de acetil-CoA, apoi convertim acetil-CoA în cetone (mai întâi acetoacetat și apoi beta-hidroxibutirat) pentru a elibera coenzima A și a continua beta-oxidarea.

Totuși, există încă un pas final.

Pasul 4: Cetoza

Dieta noastră cu conținut scăzut de carbohidrați produce în cele din urmă cetone, dar rămâne întrebarea: ce face corpul nostru cu aceste cetone? Dacă ați răspuns „folosiți-le pentru energie”, veți obține o jumătate de punct, deoarece este doar pe jumătate corect.

Problema este că, deși fiecare cetonă conține din punct de vedere tehnic aceeași cantitate de energie ca molecula de acetil-CoA din care au fost convertite, corpul nostru nu are cum să intre în acea energie în timp ce se află în formă cetonică. Pentru a ajunge la acea energie, trebuie să convertim cetonele înapoi în acetil-CoA.

(Rețineți că liniile (fantomate) care duc de la oxaloacetat și acetil-CoA nu mai sunt întrerupte - dacă corpul nostru transformă o cetonă înapoi în acetil-CoA, este în scopul expres de a trece acetil-CoA prin ciclul acidului citric. )

Nu numai că acest lucru necesită utilizarea aceleiași coenzime A pe care tocmai am creat acele cetone pentru a le elibera, dar trebuie totuși să rulăm acel acetil-CoA prin ciclul acidului citric (care are încă problema oxaloacetatului).

Răspunsul complet este că organismul nostru folosește cel mai mult cetone ca soluție de stocare, similar cu modul în care corpul nostru folosește lactatul în glicoliză. Acesta este și motivul pentru care ajungem la cetoză: dacă corpul nostru ar putea folosi în mod eficient cetone pentru energie, nivelul sângelui nu ar crește.

Imaginea de ansamblu

Tot ceea ce am discutat mai sus este de cea mai mare importanță în dezvoltarea timpurie a cetozei și, deși aceleași reacții vor apărea pe durata cetozei dacă se continuă pentru o perioadă lungă de timp, vor avea loc și multe alte modificări pentru a ne asigura că putem continua ciclul acetil-CoA prin ciclul acidului citric - pentru că dacă nu am putea, am muri; pur și simplu nu putem produce suficientă energie pe termen lung fără respirație aerobă normală.

Schimbarea majoră va fi reglarea descendentă a căilor metabolice dependente de glucoză și reglarea ascendentă a căilor dependente de grăsime. Acest lucru permite glucozei din sânge să rămână stabilă, reducând cererea de oxaloacetat și permitând mai mult să rămână în ciclul acidului citric. Nu ajungem niciodată într-un punct în care glucoza din sânge să nu fie importantă, ne reducem doar dependența de aceasta (și, prin urmare, utilizarea acesteia).

Desigur, dacă consumați mulți carbohidrați, veți lăsa cetoza destul de repede, deoarece corpul dumneavoastră reconvertește mai întâi niște glucoză în oxaloacetat și apoi toate acele cetone din sânge înapoi în acetil-CoA pentru a profita de ciclul acidului citric.

Iată imaginea de ansamblu, apoi:

Atâta timp cât sunteți în cetoză, vă aflați într-un dans delicat între producerea cetonelor și utilizarea acestora. Cetonele în sine sunt doar molecule de stocare, ceea ce înseamnă că nu pot face prea multe - dar dacă doriți să aflați mai multe despre asta, va trebui să verificați episodul ClimbSci pentru care a fost scris acest articol!

Încă confuz? Pune-mi întrebări și le voi răspunde aici în comentarii sau într-un viitor episod de întrebări și răspunsuri din ClimbSci cu Tom!